アクアポリン4は慢性疼痛には関与しているが、急性疼痛には関与していない

Aquaporin 4 is involved in chronic pain but not acute pain.

• Guanyi Lu
• Chong Pang
• Ying Chen
• Ning Wu
• Jin Li

抄録

蓄積された証拠は、脊髄グリアが痛みの処理、特に慢性的な痛みの処理において重要な役割を果たしていることを明らかにした。アストロサイトに存在する優勢な水チャネルであるアクアポリン4（AQP4）は、アストロサイトの機能を調節し、中枢神経系の多くの疾患に関与していることが証明されています。しかし、AQP4が痛みの調節に関与しているかどうかについてはまだ議論がある。本研究では、AQP4ノックアウトマウスを用いて、慢性炎症性疼痛、神経障害性疼痛、熱刺激、化学刺激、機械刺激誘発性急性疼痛を調べ、AQP4の疼痛への影響を検討した。完全フロイントのアジュバント誘発性慢性炎症性疼痛モデルおよび予備的神経損傷誘発性神経障害性疼痛モデルでは、AQP4マウスはAQP4マウスと比較して疼痛に関連した行動反応を減衰させ、AQP4欠損は慢性炎症性疼痛および神経障害性疼痛を緩和することを示した。熱刺激の2つの急性疼痛モデルであるテールフリック試験とホットプレート試験では、AQP4マウスとAQP4マウスの間に痛みに関連した行動の差は検出されなかった。化学刺激誘発性急性疼痛の2つのモデルであるホルマリンとカプサイシン試験では，注射された後足を舐める持続時間にAQP4マウスとAQP4マウスの間で差は認められなかった。また、機械的刺激誘発性急性疼痛モデルであるvon Frey毛髪試験では、これら2つの遺伝子型マウス間でも離脱閾値に有意な差は認められなかった。これらの結果から、AQP4欠損は熱刺激、化学刺激、機械刺激による急性疼痛に影響を与えないことが示唆された。以上の結果から、AQP4は慢性疼痛には関与しているが、急性疼痛には関与していないことが示唆された。

Accumulating evidence has revealed that spinal glia plays an important role in the processing of pain, particularly chronic pain. Aquaporin 4 (AQP4), the predominant water channel exists in astrocytes, has been proved to modulate astrocytic function and thus participate in many diseases of the central nervous system. However, there is still controversy over whether AQP4 is involved in pain modulation. In the present study, we investigated the effects of AQP4 on pain by examining chronic inflammatory pain, neuropathic pain, and thermal, chemical, and mechanical stimuli-induced acute pain in AQP4 knockout mice. In Complete Freund's adjuvant-induced chronic inflammatory pain and spared nerve injury-induced neuropathic pain models, AQP4 mice attenuated pain-related behavioral responses compared with AQP4 mice, demonstrating that AQP4 deficiency relieved chronic inflammatory pain and neuropathic pain. In the tail-flick and hot-plate tests, two acute pain models of thermal stimuli, no differences in pain-related behaviors were detected between AQP4 and AQP4 mice. In the formalin and capsaicin tests, two models of chemical stimuli-induced acute pain, no differences in the durations of licking the injected hindpaw were found between AQP4 and AQP4 mice. In the von Frey hair test, a model of mechanical stimuli-induced acute pain, no significant differences in withdrawal thresholds were found between these two genotypes mice as well. These results indicated that AQP4 deficiency did not affect acute pain induced by thermal, chemical, and mechanical stimuli. Taken together, our findings suggested that AQP4 contributes to chronic pain, but not acute pain.

Copyright © 2020. Published by Elsevier B.V.