特集神経科学痛み·2025年7月20日
概要
痛みは身体的なものだけでなく、社会的、感情的な側面からも伝わります。新たな研究によると、痛みを感じているマウスが発する超音波の発声は、直接的な外傷がなくても、近くのマウスの痛覚過敏を引き起こすことが示されました。
この「音ストレス」反応には、脳の炎症、遺伝子活性化、そして疼痛感受性の亢進が関与しており、既存の疼痛を悪化させたり、治療効果を鈍らせたりする可能性があります。今回の研究結果は、環境要因と感情要因が疼痛をどのように調節するかを明らかにし、臨床ケアにおいてストレスとなる音を最小限に抑えることの重要性を示唆しています。
重要な事実
- 音誘発性疼痛:超音波による痛みの音にさらされたマウスは、傷害を受けることなく感受性が高まりました。
- 炎症メカニズム:音ストレスは炎症と痛みの経路に関連する遺伝子発現を変化させます。
- 臨床的洞察:ストレスのかかる音は、人間の痛みの知覚を悪化させ、回復を妨げる可能性があります。
出典：東京理科大学
痛みは生体にとって重要な生理反応です。身体的な痛みは組織の損傷の結果ですが、痛みは様々な不快な感覚体験や感情体験として現れることがあります。多くの研究で、感情的または心理的なストレスが痛みの反応を増強することが報告されています。
さらに、炎症性疼痛を経験している他のマウスと一緒に飼育されたマウスは、疼痛感受性の亢進、すなわち「痛覚過敏」を伴う「傍観者効果」を示す。しかし、社会的疼痛伝達の根底にある効果は依然として不明である。
特に、音ストレスへの曝露は、足の引き込み閾値の低下によって測定される痛覚過敏を引き起こした。クレジット：Neuroscience News
げっ歯類は、痛みを含む様々な刺激に反応して、人間には聞こえない可聴周波数と超音波周波数の両方で、甲高いキーキーという超音波発声をします。最近、東京理科大学薬学部の笠井里佳助教率いる研究チームは、マウスが痛み刺激に反応して発する超音波発声が他のマウスにどのような影響を与えるかを明らかにするために、一連の実験を行いました。
この研究はPLOS One誌に掲載され 、 東京理科大学の宮崎暁教授、斉藤明義教授、故入山悟教授、吉澤和美教授が共同執筆した。
葛西助教は、この刺激的な研究結果についてさらに詳しく説明し、「本研究では、マウスが痛み刺激に反応して発する超音波発声が、他のマウスに情動伝達と痛覚過敏を引き起こすことを初めて実証しました。これらのマウスは、外傷や直接的な痛み刺激がなく、音ストレスへの曝露によって引き起こされる過敏症を示します」と説明しています。
研究者らは、痛みを感じているマウスが発するストレスコールから超音波範囲を録音・抽出し、他の外部ストレス要因や刺激がない状態で防音箱の中で、無経験のマウスを音ストレスにさらした。
次に、研究チームは、異なる硬さのフォン・フレイフィラメントを用いてマウスの機械的／触覚的感受性を評価し、動物の後肢の引き込みを引き起こす閾値を測定した。特に、音ストレスへの曝露は、後肢の引き込み閾値の低下として測定される痛覚過敏を引き起こした。
さらに、音ストレス誘発性痛覚過敏の根底にある分子メカニズムを解明するために、研究者らは遺伝子発現を評価するために使用される技術であるマイクロアレイ分析を実行した。
研究者らは、音ストレスへの曝露により、対照群と比較して脳組織中の 444 個の遺伝子（特に プロスタグランジンエンドペルオキシダーゼ合成酵素 2 および CXC モチーフケモカインリガンド 1）が上方制御され、231 個の遺伝子が下方制御されることを発見した。
さらに、機能的および分子経路解析により、発現差のある遺伝子は炎症およびリポ多糖類反応と腫瘍壊死因子シグナル伝達経路に関連していることが明らかになり、音ストレス誘発性痛覚過敏における潜在的な役割を示唆しました。
音ストレス曝露後に抗炎症薬（鎮痛薬）を投与すると、疼痛反応が有意に抑制されました。さらに、マウスの炎症モデルにおいて、音ストレス曝露は疼痛を長期化させました。
逆に、抗炎症剤による治療は、炎症が高まったマウスにおける音ストレスによって悪化した痛みの反応を弱め、音ストレス、炎症、痛みの間の実証された関連性を裏付けました。
全体として、これらの知見は、音ストレスがどのようにして痛覚過敏を引き起こし、炎症および疼痛反応を悪化させるのかを解明するものです。本研究では、マウスは視覚、嗅覚、接触などの他の感覚刺激を伴わずに、音ストレスのみに曝露されました。これは、音曝露のみによって社会的疼痛伝達が起こり得ることを示唆しています。
これらの結果は、社会的要因や環境要因が慢性疼痛やストレス関連疼痛の持続に及ぼす影響を浮き彫りにしています。異なる精神状態や感情状態を反映する様々な音が、脳の異なる領域における疼痛反応にどのように影響するかを理解するには、さらなる研究が必要です。
しかしながら、これらの研究結果は、脳の炎症を引き起こし、痛みや回復を悪化させる可能性のあるストレス音のない医療環境の重要性を浮き彫りにしています。さらに、本研究は、超音波曝露を用いた疼痛知覚および疼痛調節に関与する超音波誘発性神経炎症メカニズムの探究への道を開くものです。
笠井助教授は、「音のストレスは、脳内で炎症を引き起こして痛覚過敏を引き起こすだけでなく、炎症性疼痛を悪化させ、鎮痛治療を妨げる可能性があります」と結論付けています。
「私たちの研究は、ストレス関連の痛みに対する理解を深め、科学的根拠に基づいた新しい痛み管理治療戦略の開発に役立つ可能性があります。」
全体として、これらの研究結果は、精神的健康、痛みの認識、感情的共感に関する新たな洞察を提供し、他人が苦しんでいるのを見たり聞いたりすると、なぜ一部の人がより痛みを感じるのかを説明しています。
資金提供
著者らは、フジミック株式会社（東京、https://www.fujimic.com）から助成金を受けています。スポンサーは本論文の投稿に一切関与していません。また、AMED-CREST（課題番号 JP23gm1510008s0102、https://www.amed.go.jp/koubo/16/02/1602C_00011.html）からも助成金を受けています。
この痛みと聴覚神経科学の研究ニュースについて
著者：岩崎義正
出典：東京理科大学
連絡先：岩崎義正 – 東京理科大学
画像： Neuroscience Newsより引用
原著論文：オープンアクセス。
「痛み刺激による超音波発声とマウスの疼痛反応への影響」、佐藤 笠井 他著。PLOS One
リンク先はNeuroscience Newsというサイトの記事になります。（原文：英語）