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世界初!神経回路で遠隔部位に炎症を生む分子機構を発見~関節リウマチなどの炎症性疾患の治療への応用に期待~(遺伝子病制御研究所 教授 村上正晃)

2022年5月18日

北海道大学
生理学研究所
量子科学技術研究開発機構
日本医療研究開発機構

ポイント

●関節内の炎症を,特定の神経回路を介して逆側の関節内に伝播させる分子機構を発見。
●その分子機構は炎症で生じるATPにより活性化し,かつ逆側関節でのATP産生から炎症を誘導。
●本神経回路,ATPの人為的制御による関節リウマチ,間質性肺炎,乾癬などの治療への応用に期待。

概要

北海道大学遺伝子病制御研究所,量子科学技術研究開発機構量子生命科学研究所,自然科学研究機構生理学研究所の村上正晃教授らの研究グループは,複数の関節リウマチモデルを用いて,炎症性疾患で遠隔部位に左右対称な炎症病変を生じさせる分子機構を明らかにし,これを「遠隔炎症ゲートウェイ反射」と定義しました。

関節リウマチ,間質性肺炎,乾癬などの炎症性疾患では,遠隔部位に左右対称な炎症病変が形成され,神経系の関連が示唆されていましたが,その実態は長らく全く不明でした。研究グループは,新規のゲートウェイ反射が形成に関与していると考え,関節リウマチモデルマウスを用いて検証し,新規の分子機構である「遠隔炎症ゲートウェイ反射」を発見しました。

遠隔炎症ゲートウェイ反射では,関節リウマチモデルマウスの片側の足関節の炎症で生じるATPにより,まず感覚神経,続いて脊髄のプロエンケファリン陽性介在神経の順で活性化し,その後,それに伴って反対側の足関節に分布する感覚神経が活性化しました。その結果,活性化した感覚神経から逆行性にATPが放出され,反対側の血管内皮細胞,線維芽細胞などでIL-6アンプが活性化されることで炎症が誘導されました。すなわち,遠隔炎症ゲートウェイ反射では,ATPが神経伝達物質かつ炎症増悪因子として作用することがわかりました。これらの結果から,遠隔炎症ゲートウェイ反射の神経回路とATPは,関節リウマチ,間質性肺炎,乾癬など遠隔炎症を引き起こす炎症性疾患の治療標的となることが期待されます。

なお,本研究成果は,日本時間2022517日(火)午後11時公開のJournal of Experimental Medicine誌にオンライン公開されました。

詳細はこちら


F759マウスの片側足関節にIL-17AとIL-6を接種すると、①線維芽細胞や血管内皮細胞などの非免疫細胞でIL-6アンプが誘導され、炎症反応に付随して局所でのATP産生が誘導された。②ATPは感覚神経を活性化し、第5腰髄(L5)後根神経節(DRG)を介してL5の神経細胞を活性化し、③脊髄の介在神経細胞を介して下部胸髄の神経細胞を活性化した。④神経の活性化シグナルは逆行性に反対側のL4-L6DRGに伝達し、⑤感覚神経の終末からATPが放出され、⑥IL-6アンプが活性化、炎症を誘導した。