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帯状疱疹神経痛における異常なカルシウムシグナルの関与
Involvement of aberrant calcium signalling in herpetic neuralgia.
PMID: 26684187 DOI: 10.1016/j.expneurol.2015.12.002.
抄録
アルファヘルペスウイルス、単純ヘルペスウイルス（HSV）および水痘帯状疱疹ウイルス（VZV）は、末梢神経系の病原体である。これらのウイルスは、一次感染後、感覚神経節内で潜伏を確立し、再活性化する能力を保持しています。VZVの再活性化は帯状疱疹をもたらし、帯状疱疹後の神経痛をもたらす皮膚病変を特徴とする疾患である。粘膜皮膚病変を引き起こすHSVの再活性化もまた、神経痛を引き起こす可能性があります。αヘルペスウイルスの再活性化の際には、感覚神経節の神経細胞を取り囲む衛星グリア細胞（SGC）が複製ウイルスに感染する。SGCは、様々な動物の疼痛モデルにおいて神経障害性疼痛に寄与することが知られている。ここでは、マウス三叉神経節の短期培養物をHSV-1に感染させると、SGCとニューロン間のコミュニケーションにどのような影響を与えるか、また、このコミュニケーションの変化がニューロンの興奮性を増加させ、帯状疱疹性神経痛にどのように寄与するかを調べた。単一ニューロンまたはSGCを機械的に刺激すると細胞間カルシウム波が生じ，HSV-1に感染した培養物では細胞間カルシウム波が大きくなった．HSV-1感染後の培養物では、対照とHSV-1感染後の培養物の間に2つの違いが観察され、これがこの増大の原因となった。第一に、HSV-1感染はSGCとニューロンの間に細胞融合を誘導し、カルシウム信号のより遠い距離への拡散を促進した。第二に、カルシウムイメージングと細胞内電気記録を用いて、HSV-1感染した培養物の神経細胞は脱分極時にカルシウムの流入が増大することを明らかにした。このようなウイルス性の変化は、感覚神経節のニューロンの活動電位を増加させるだけでなく、脊髄のシナプス前末端での神経伝達物質の放出を増加させる可能性がある。したがって、これらは帯状疱疹性神経痛の一因である可能性が高い。
Alpha-herpesviruses, herpes simplex viruses (HSV) and varicella zoster virus (VZV), are pathogens of the peripheral nervous system. After primary infection, these viruses establish latency within sensory ganglia, while retaining the ability to reactivate. Reactivation of VZV results in herpes zoster, a condition characterized by skin lesions that leads to post-herpetic neuralgia. Recurrent reactivations of HSV, which cause mucocutaneous lesions, may also result in neuralgia. During reactivation of alpha-herpesviruses, satellite glial cells (SGCs), which surround neurons in sensory ganglia, become infected with the replicating virus. SGCs are known to contribute to neuropathic pain in a variety of animal pain models. Here we investigated how infection of short-term cultures of mouse trigeminal ganglia with HSV-1 affects communication between SGCs and neurons, and how this altered communication may increase neuronal excitability, thus contributing to herpetic neuralgia. Mechanical stimulation of single neurons or SGCs resulted in intercellular calcium waves, which were larger in cultures infected with HSV-1. Two differences were observed between control and HSV-1 infected cultures that could account for this augmentation. Firstly, HSV-1 infection induced cell fusion among SGCs and neurons, which would facilitate the spread of calcium signals over farther distances. Secondly, using calcium imaging and intracellular electrical recordings, we found that neurons in the HSV-1 infected cultures exhibited augmented influx of calcium upon depolarization. These virally induced changes may not only cause more neurons in the sensory ganglia to fire action potentials, but may also increase neurotransmitter release at the presynaptic terminals in the spinal cord. They are therefore likely to be contributing factors to herpetic neuralgia.
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