チアプリド(ホルマリン注入60分前に経口投与)は正常マウス、ストレプトゾトシン(STZ)で誘発した実験的糖尿病マウス(インスリン依存型、インスリン欠乏)及び遺伝的糖尿病マウス(db/db、インスリン非依存型、高インスリン血症)においてホルマリン誘発侵害刺激反応の両相に対して用量依存的に抑制作用を示し、特に第2相に対して強い作用を認めた(図1a,b,c)。また、チアプリド(100mg/kg)の抗侵害刺激作用はセロトニン(5-HT)枯渇剤p-chlorophenylalanine(PCPA)前処置によって両相ともにほぼ完全に拮抗された(図2)。さらに、5-HT受容体サブタイプを検討したところ、チアプリドの抗侵害刺激作用は5-HT1受容体拮抗剤ピンドロール及び5-HT2受容体拮抗剤ケタンセリン前処置によって拮抗されたが、5-HT3受容体拮抗剤ICS205-930前処置によっては影響を受けなかった。

図1 ホルマリン誘発侵害刺激反応におけるチアプリドの作用

図2 チアプリドの抗侵害刺激作用に対するp-chlorophenylalanine(PCPA;5-HT枯渇剤)の影響

　サブスタンスP及びソマトスタチンをマウスに脊髄内投与すると、マウスはそれぞれ急性及び持続的侵害刺激反応を示した。チアプリドはこれらの神経ペプチド誘発侵害刺激反応に対して用量依存的な抑制作用を示した。有意な作用はサブスタンスPに対して320mg/kg(p.o.)、ソマトスタチンに対して100mg/kg(p.o.)で認められた。

　以上の結果より、チアプリドは糖尿病マウス及び正常マウスにおいて持続的な痛みに対してより強い抑制作用を有すること、その作用に5-HT神経系が関与することが明らかとなった。

　チアプリドの作用機序に5-HTが関与したことから5-HTの役割に着目した。また、ドパミン及びオピオイドにも注目し、それら作働薬のホリマリン誘発侵害刺激反応に対する作用を検討した。5-HT受容体作働薬としてmeta-chlorophenylpiperazine(m-CPP)を用いた。m-CPPは正常マウスにおいてホルマリン誘発侵害刺激反応の両相に対して用量依存的に抑制作用を示し、その作用はピンドロール及びケタンセリン前処置によって拮抗されたが、ICS205-930前処置によっては影響を受けなかった。また、m-CPPは遺伝的及び実験的糖尿病マウスにおいても正常マウスと同程度の抑制作用を示した。ドパミン2受容体を介して鎮痛作用を示すFR64822(N-(4-pyridylcarbamoyl)amino1,2,3,6,-tetrahydropyridine)は正常マウスにおいてホルマリン誘発侵害刺激反応の第2相に対してのみ抑制作用を示した。一方、FR64822は遺伝的及び実験的糖尿病マウスにおいては有意な作用を示さなかった。オピオイドを介する鎮痛薬モルヒネは正常マウスにおいてホルマリン誘発侵害刺激反応の両相に対して用量依存的に抑制作用を示した。その作用は遺伝的糖尿病マウスでは正常マウスと比較して同程度であったが、実験的糖尿病マウスでは減弱した。

　以上の結果より、m-CPPの抗侵害刺激作用には5-HT1及び5-HT2受容体が関与していることが示唆された。また、m-CPPは遺伝的及び実験的糖尿病マウスにおいて正常マウスと同様の作用を示したことから、糖尿病マウスでは5-HT神経系を介する抗侵害刺激作用は正常に機能していると考えられた。また、FR64822のホルマリン誘発侵害刺激反応の第2相に対する抑制作用は両糖尿病マウスにおいて減弱したことから、糖尿病マウスにおいてはドパミン神経系を介する鎮痛作用が減弱すると考えられた。一方、モルヒネの作用は実験的糖尿病マウスと遺伝的糖尿病マウスで差異が認められた。これらの糖尿病マウスの違いの1つは血中インスリン値であることがら、モルヒネの作用の相違にインスリンが関与している可能性が示唆された。

　正常マウスにおけるインスリン(皮下投与)の作用をホルマリン試験法を用いて検討したところ、インスリンは単独でホルマリン誘発侵害刺激反応の第2相に対して有意な抑制作用を示した(図3;ED50＝0.62U/kg)。このとき血糖値は一過性に低下した。一方、インスリンは酢酸ライジング試験法では有効性を示さなかった。インスリンのホルマリン誘発侵害刺激反応の第2相に対する作用はオピオイド受容体拮抗剤ナロキソン、ドパミン2受容体拮抗剤スルピリド及び5-HT2受容体拮抗剤ケタンセリン前処置によって拮抗された。また、インスリンを脳室内投与したところホルマリン誘発侵害刺激反応の第2相に対してのみ用量依存的な抑制作用を示した。このとき血糖値には影響を与えなかった。

図3 正常マウスにおけるホルマリン誘発侵害刺激反応におけるインスリンの作用

　以上の結果よりインスリンはホルマリン誘発侵害刺激反応の第2相に対して抗侵害刺激作用を示すことが初めて明らかになった。その作用は一過性の血糖低下による交感神経系の活性化(オピオイド、ドパミン及び5-HT神経系の関与)によると考えられた。また、インスリンは脳室内投与により血糖値に影響することなく抗侵害刺激作用を示すことから直接的な作用も有すると推察された。

　1)臨床で糖尿病性疼痛に有効なチアプリドが正常及び糖尿病マウスのホルマリン試験法において抗侵害刺激作用を示すことを明らかにした。また、チアプリドはソマトスタチン誘発侵害刺激反応に対しても有効性を示した。これらのことからチアプリドは持続的な痛みに対してより選択性が高いと考えられた。また、チアプリドの作用は5-HT枯渇剤及び5-HT拮抗剤で抑制されたことから5-HT神経系を介すると推察された。

　2)5-HT受容体作働薬m-CPPはホルマリン試験法で有効性を示した。m-CPPは実験的及び遺伝的糖尿病マウスにおいても正常マウスと同程度の作用を示したことから、5-HT神経系を介する抗侵害刺激作用は糖尿病マウスで正常に機能していると考えられた。一方、ドパミン2受容体を介する鎮痛剤FR64822の作用は両糖尿病マウスにおいて減弱したことから、ドパミン神経系を介する鎮痛作用は糖尿病マウスにおいて減弱していると考えられた。また、モルヒネの抗侵害刺激作用は正常マウスと比較して実験的糖尿病マウスにおいては減弱したが、遺伝的糖尿病マウスにおいて変化は認められなかった。これらモデルの違いの1つは血中インスリン値であることから、モルヒネの作用の相違にインスリンが関与している可能性が推察された。

　3)インスリンがマウスを用いたホルマリン誘発侵害刺激反応の第2相に対して抗侵害刺激作用を示すことを初めて明らかにした。その作用は末梢性及び中枢性と考えられ、オピオイド、ドパミン、セロトニン神経系が関与すると推察された。

　以上のことから糖尿病性疼痛の治療薬としてはセロトニン神経系を介する薬剤が有望であり、糖尿病マウスを用いたホルマリン試験法は糖尿病性疼痛の治療薬のスクリーニング系として有用であると考えられた。