痛閾と神経炎症反応における性的二形性：アレルギー性鼻炎モデルにおける女性性ホルモンの保護効果

2024-08-02 Fri
研究報告：アレルギー性鼻炎モデルにおける性別の疼痛閾値と神経炎症反応に対する保護作用背景紹介アレルギー性鼻炎（allergic rhinitis, AR）は、アレルゲンによって引き起こされる鼻腔粘膜の炎症で、世界人口の約40%に影響を与えています。鼻炎は身体的不快感をもたらすだけでなく、心理的障害や社会機能の低下を伴うことがあります（Kremer et al., 2002）。研究によると、アレルギー性鼻炎は神経および心理障害、うつ病や不安障害、さらにはアルツハイマー病やてんかんなどの神経変性疾患とも密接に関連していることが指摘されています（Oh et al., 2018; Lin et al., 2014）。
以前の研究では、アレルギー性鼻炎が雄マウスにおいて行動変化と海馬の神経炎症を引き起こし、TLR4/NF-κB経路を介して神経系に影響を与えることが発見されました（Ebrahim et al., 2022）。しかし、雌マウスは行動実験においてホルモン周期の複雑な影響を受けるため、研究は主に雄個体に集中していました。本研究は、これらの発見が雌マウスにも一般的に適用されるかどうかを探り、さらにアレルギーモデルにおける性ホルモンの潜在的な調節作用を研究することを目的としています。
研究ソースこの研究はMohammad Elahi、Zahra Ebrahim Soltani、Arya Afrooghe、Elham Ahmadi、Ahmad Reza Dehpourによって共同執筆され、著者らはイランのテヘラン医科大学の実験医学研究センターと学際的応用研究センターに所属しています。研究は「Journal of Neuroimmune Pharmacology」2024年第19巻に掲載されました。
研究プロセス本研究では、アレルギー性鼻炎が雌マウスの行動と神経炎症に与える影響を解明することに取り組み、以下のいくつかの重要なステップを含んでいます：
1. マウスのグループ分け研究では36匹の雄BALB/cマウスと72匹の雌BALB/cマウスを使用し、雌マウスをランダムに4グループに分けました：雌対照群、雌アレルギー性鼻炎群、卵巣摘出術対照群、卵巣摘出後アレルギー性鼻炎群。雄マウスは対照群とアレルギー性鼻炎モデル群の2グループに分けられました。
2. アレルギー性鼻炎モデルの確立卵白アルブミンを抗原として腹腔内注射し、さらに鼻腔に卵白アルブミンを点鼻することでマウスのアレルギー性鼻炎を誘導しました。対照群には同じタイミングで生理食塩水を注射しました。
3. 卵巣摘出術卵巣摘出術はエストロゲンの影響を除去するために行われました。手術の12時間前から食事を制限し、処置後に行動テストを実施しました。
4. 行動テストマウスの疼痛閾値、不安、抑うつ行動を評価するために、強制水泳試験（forced swimming test）、ホットプレート試験（hot plate test）、von Frey繊維試験など一連の行動テストを実施しました。
5. 組織サンプリングと分子検出行動テスト後、マウスの海馬と後根神経節組織を採取し、RT-PCR、Western Blot、ELISAを行って遺伝子とタンパク質レベルの変化を評価しました。
主な研究結果1. 鼻掻き行動とIgEレベル鼻掻き行動とIgEレベルは、すべてのアレルギー群（雌、卵巣摘出後雌、雄）で対照群に比べて有意に高いことが示されました。
2. 卵巣摘出を行っていない雌マウス雌マウスは痛覚テストで痛覚閾値の低下を示しましたが、学習と記憶、抑うつと不安行動のテストでは有意な差が見られませんでした。これはエストロゲンがこれらの行動に対して一定の保護作用を持っている可能性を示唆しています。
3. 卵巣摘出後のマウス卵巣摘出を受けたマウスは、行動と神経炎症において雄マウスと類似した顕著な変化を示しました。これには学習と記憶障害、不安とうつ様行動、そしてより低いてんかん発作閾値が含まれます。これは性ホルモンが除去された後、マウスがアレルギーによって引き起こされる神経炎症と行動変化にさらに敏感になることを示しています。
4. 分子メカニズム分子レベルでは、雌アレルギーマウスのTLR4/NF-κB経路と関連する炎症因子（IL-1β、IL-6、TNF-αなど）の発現に有意な上昇は見られませんでした。一方、卵巣摘出後のアレルギーマウスではこれらの因子が有意に増加しました。また、DNMT1（DNAメチル転移酶1）の発現は雌アレルギーマウスで減少し、卵巣摘出後のマウスでは上昇しました。これらの発見は、DNMT1がSOCS1（サイトカインシグナル抑制因子1）を介して性ホルモンと炎症反応の調節に関与している可能性を示唆しています。
5. 性ホルモンと疼痛の関係雌マウスの疼痛閾値は有意に低下し、DRG（後根神経節）でのIL-17とIL-23レベルが有意に増加しました。これは性ホルモンがこれらの因子を調節することで痛覚信号と神経炎症に重要な役割を果たしていることを示唆しています。卵巣摘出後、IL-17とIL-23の発現レベルは正常に戻り、対照の雄マウスでは明らかな変化は見られませんでした。
結論と意義本研究は、性ホルモンがアレルギー性鼻炎によって引き起こされる行動と神経炎症の調節において重要な保護作用を果たしていることを示しています。性ホルモンの存在は神経炎症と関連する神経行動障害を軽減し、その除去後にマウスはアレルギーによって引き起こされる神経行動の変化をより示しやすくなります。これらの発見は、アレルギー性疾患における性二形性の重要性を明らかにし、将来の治療戦略の策定において性別特異的な差異を考慮する必要があることを示しています。特に、免疫系と神経系の相互作用における性ホルモンの調節作用に注目すべきです。
この研究は、性ホルモン、神経炎症、行動の間の複雑な関係を深く理解することの重要性を強調し、アレルギー性鼻炎とその関連合併症の治療に新しい視点と治療標的を提供する可能性があります。