線維筋痛症の動物モデルである繰り返しの寒冷ストレスは、マウスのミクログリア活性化で固有受容体誘発慢性疼痛を誘発します

背景：線維筋痛症は、慢性疼痛、疲労、およびその他の体性症状を特徴としています。私たちは最近、固有受容体の過剰活性化が筋肉痛脳脊髄炎のラットモデルに慢性疼痛を誘発することを明らかにしました。本研究では、線維筋痛症のマウスモデルで同様の固有受容体誘発性痛が誘発されるかどうかを調査します。 方法：繰り返しの寒冷ストレス（RCS）を線維筋痛症モデルとして使用しました。Von Frey検査を使用して疼痛行動を調べ、ニューロンの活性化を活性化転写因子（ATF）3発現として免疫組織化学的に調べました。ATF3：BACトランスジェニックマウス。これは、活性化ニューロンのミトコンドリアが緑色蛍光タンパク質によって特異的に標識され、活性化ニューロン回路を追跡するために使用されました。PLX3397（Pexidartinib）は、ミクログリアの抑制に使用されました。 結果：RCはマウスの長期にわたる痛みを引き出しました。細胞の多動と損傷のマーカーであるATF3は、RCS開始後2日後に腰椎背根神経節（DRG）で発現しました。ATF3発現DRGニューロンの大部分は、トロポミオシン受容体キナーゼC-および/または小胞グルタミン酸輸送体1陽性固有受容器でした。ミクログリアの活性化とミクログリアの数の増加は、RCS開始後5日後、RCS後7日後の腹部角の背側領域で観察されました。腹部ホーンでは、ATF3にはモーターニューロンのサブセットのみが陽性でした。これらのニューロンは、活性化されたミクログリアに囲まれていました。逆行性トレーサーの研究では、ATF3陽性運動ニューロンが足の固有の筋肉に投影されたことが明らかになりました（IMF）。ATF3：BACトランスジェニックマウスを使用して、反射アークに沿って過活動化されたニューロン回路を追跡しました。緑色の蛍光タンパク質標識は、固有受容DRGニューロンとIMFに由来するそのプロセス、ならびにIMFに投影する運動ニューロンで観察されました。この反射アークに沿ってミクログリアの活性化が観察され、PLX3397誘発ミクログリアのアブレーションは痛みの挙動を大幅に抑制しました。 結論：固有受容体の過剰活性化は、反射弧に沿った局所的なミクログリアの活性化につながります。この長期のミクログリアの活性化は、現在のモデルの慢性疼痛の原因である可能性があります。実験モデルは異なっていますが、固有受容体誘発性ミクログリアの活性化は、線維筋痛症と筋肉症の両方の脳脊髄炎モデルの慢性疼痛の一般的な原因である可能性があります。

BACKGROUND: Fibromyalgia is characterized by chronic pain, fatigue, and other somatic symptoms. We have recently revealed that proprioceptor hyperactivation induces chronic pain in a rat model of myalgic encephalomyelitis. The present study explores whether similar proprioceptor-induced pain is elicited in a mouse model of fibromyalgia. METHODS: Repeated cold stress (RCS) was used as a fibromyalgia model. Pain behavior was examined using the von Frey test, and neuronal activation was examined immunohistochemically as activating transcription factor (ATF)3 expression. The Atf3:BAC transgenic mouse, in which mitochondria in hyperactivated neurons are specifically labeled by green fluorescent protein, was used to trace the activated neuronal circuit. PLX3397 (pexidartinib) was used for microglial suppression. RESULTS: RCS elicited long-lasting pain in mice. ATF3, a marker of cellular hyperactivity and injury, was expressed in the lumbar dorsal root ganglion (DRG) 2 days after RCS initiation; the majority of ATF3-expressing DRG neurons were tropomyosin receptor kinase C- and/or vesicular glutamate transporter 1-positive proprioceptors. Microglial activation and increased numbers of microglia were observed in the medial part of the nucleus proprius 5 days after RCS initiation, and in the dorsal region of the ventral horn 7 days after RCS. In the ventral horn, only a subset of motor neurons was positive for ATF3; these neurons were surrounded by activated microglia. A retrograde tracer study revealed that ATF3-positive motor neurons projected to the intrinsic muscles of the foot (IMF). Using Atf3:BAC transgenic mice, we traced hyperactivated neuronal circuits along the reflex arc. Green fluorescent protein labeling was observed in proprioceptive DRG neurons and their processes originating from the IMF, as well as in motor neurons projecting to the IMF. Microglial activation was observed along this reflex arc, and PLX3397-induced microglial ablation significantly suppressed pain behavior. CONCLUSION: Proprioceptor hyperactivation leads to local microglial activation along the reflex arc; this prolonged microglial activation may be responsible for chronic pain in the present model. Proprioceptor-induced microglial activation might be the common cause of chronic pain in both the fibromyalgia and myalgic encephalomyelitis models, although the experimental models are different.