トゥレーン大学と協力機関の科学者らが、ニューロンが損傷後に痛み信号をオンにするのを助けるため、細胞外でvertebrate lonesome kinase (VLK)という酵素を放出することを発見した。マウスの痛み感知ニューロンからVLKを除去すると、手術後様の痛み反応が著しく減少し、正常な運動や基本感覚に影響を与えなかったとScience誌の研究で報告されており、より標的化された痛み治療の新たな経路を示唆している。
トゥレーン大学ブレイン研究所のMatthew Dalva氏が率いる研究者らは、テキサス大学ダラス校のTed Price氏および他の8つの機関のチームと協力し、神経細胞が通信するこれまで知られていなかった方法を特定した。
彼らの研究では、ニューロンがvertebrate lonesome kinase (VLK)と呼ばれる酵素を細胞外空間に放出し、近傍の細胞上のタンパク質を修飾して損傷後の痛みシグナルを強化することが示された。同シグナル経路は、学習と記憶に関わるシナプス接続の強化にも寄与すると、トゥレーン大学とテキサス大学ダラス校の発表で述べられている。
「この発見は、ニューロンがどのように通信するかの基本的な理解を変えるものです」とDalva氏は語った。「ニューロンが放出する酵素が、他の細胞の外側タンパク質を修飾して痛みシグナルをオンにすることがわかりました — 正常な運動や感覚に影響を与えません。」
チームは、活性化したニューロンがVLKを放出し、痛み、学習、記憶に関わる受容体系（NMDA受容体経路を含む）の機能を高めることを発見した。マウス実験では、痛み感知ニューロンからVLKを除去すると、損傷や手術後型の典型的な痛み過敏が大幅に減少し、運動と基本感覚能力が保たれた。VLKレベルを上げると痛み反応が強まった。
「細胞外空間での細胞間相互作用をリン酸化が制御することを示す最初の例の一つです」とDalva氏。「細胞の挙動に影響を与える新しい考え方を開き、細胞内に侵入せずに外側から作用する薬剤設計のより簡単な方法を提供します。」
テキサス大学ダラス校の先進痛み研究センター所長で神経科学教授のTed Price氏は、広範な示唆を強調した。「この研究はシナプス可塑性の核心に迫る — ニューロン間接続の進化です」と彼。「神経科学、特に痛みと学習が類似分子機構を共有する理解に非常に広範な影響があります。」
NMDA受容体は正常脳機能に重要で、広範阻害で副作用が生じるため、研究者らは機関声明でVLKや関連細胞外シグナル分子を標的とする方が痛み経路調整のより安全な方法になると述べている。細胞外酵素に作用することで、将来の薬はニューロン侵入や主要受容体直接遮断なしに痛みシグナルを調整可能だ。
2025年11月20日、Science誌（巻390、号6775；DOI: 10.1126/science.adp1007）に掲載されたこの研究には、テキサス大学サンアントニオ保健科学センター、テキサス大学MDアンダーソンがんセンター、ヒューストン大学、プリンストン大学、ウィスコンシン大学マディソン校、ニューヨーク大学グロスマン医学校、トーマス・ジェファーソン大学からの協力者が参加した。
研究は米国国立衛生研究所の神経障害・脳卒中研究所、薬物乱用研究所、研究資源センターからの助成金で支援された。現在進行中の研究は、この細胞外リン酸化機構が限定的タンパク質群に影響するか、より広範な生物学的プロセスで他の神経・全身疾患への示唆があるかを明らかにすることを目指す。
