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顆粒球コロニー刺激因子（GCSF）は、背側根ガングリアにおける初期のmicroRNA-122発現をアップレギュレートすることで、単球Chemoattractant Protein-1（MCP-1）発現を抑制し、神経障害性疼痛を減衰させることができる
Granulocyte Colony Stimulating Factor (GCSF) Can Attenuate Neuropathic Pain by Suppressing Monocyte Chemoattractant Protein-1 (MCP-1) Expression, through Upregulating the Early MicroRNA-122 Expression in the Dorsal Root Ganglia.
PMID: 32664488 DOI: 10.3390/cells9071669.
抄録
我々のこれまでの動物実験やいくつかのヒト臨床試験では、顆粒球コロニー刺激因子（GCSF）が様々なメカニズムで神経障害性疼痛を減衰させることが示されている。GCSF 自体もまた、in vitro でマイクロリボ核酸 (microRNA) 発現プロファイルを調節できる多能性サイトカインです。本研究では、NanoString nCounter 解析システムを用いて、神経損傷後の初期段階での齧歯類 microRNA の発現をスクリーニングし、慢性拘縮損傷（CCI）を受けたラットの後根神経節（DRG）における関連サイトカイン/ケモカインの発現を調べ、GCSF の鎮痛効果の根底にあるメカニズムを明らかにしました。その結果、神経損傷後1日目のDRGでは、GCSF投与によりmicroRNA-122の発現が低下することが明らかになった。さらに、microRNA-122によって制御されるサイトカイン/ケモカイン（IL-1β、IL-6、単球化学吸引性タンパク質-1（MCP-1））の発現を調べた。MCP-1は神経障害性疼痛の発生に関与していることが報告されており、CCIラットのDRG上でのMCP-1の発現は偽手術ラットのDRG上での発現に比べて有意に高いことが示された。早期にGCSFを投与することで、CCIラットのDRGにおけるmicroRNA-122の発現を早期にアップレギュレーションすることで、MCP-1の発現を抑制し、間接的に神経障害性疼痛の発症を抑制することが可能であると考えられた。
Our previous animal studies and several human clinical trials have shown that granulocyte-colony stimulating factor (GCSF) can attenuate neuropathic pain through various mechanisms. GCSF itself is also a multipotent cytokine that can modulate microribonucleic acid (microRNA) expression profiles in vitro. In this study, we used the NanoString nCounter analysis system to screen the expression of different rodent microRNAs at early stage after nerve injury and studied the expression of related cytokines/chemokines in the dorsal root ganglia (DRGs) of rats that underwent chronic constriction injury (CCI) to explore the underlying mechanisms of the analgesic effects of GCSF. We found that microRNA-122 expression was downregulated by CCI; in contrast, GCSF treatment significantly upregulated microRNA-122 expression in the DRGs of CCI rats on the 1st day after nerve injury. We further studied the expression of different cytokines/chemokines (IL-1β, IL-6, and monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1)) that were modulated by microRNA-122. MCP-1 has been reported to participate in neuropathic pain development, and its expression on the DRGs of vehicle-treated CCI rats was significantly higher than that on the DRGs of sham-operated rats; in contrast, GCSF-treated rats exhibited significantly lower MCP-1 expression in the DRG than vehicle-treated rats on the 7th day after nerve injury. An early GCSF treatment can suppress MCP-1 expressions, through upregulating microRNA-122 expressions in the DRGs of CCI rats at an earlier stage, thus indirectly attenuating neuropathic pain development.