KR102087492B1 - Composition for treatment or improvement of sciatica that comprising GABA or GABA agonist - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 좌골신경통 환자의 ZI에 직접 주입할 수 있는 GABA 또는 GABA 작용제를 포함하는 좌골신경통 치료 및 완화용 약학적 조성물 및 상기 조성물을 이용한 치료 방법에 대한 것이다. 본 연구 결과, 좌골신경통 환자의 뇌의 불확정구역(ZI, zona incerta)에서 신경전달 물질인 GABA의 신호가 감소됨을 확인하였으므로, 뇌의 불확정영역에 GABA 또는 GABA 작용제를 직접 투여함으로써, 좌골신경통을 효과적으로 치료할 수 있다. The present invention relates to a pharmaceutical composition for treating and alleviating sciatica, including GABA or GABA agonist which can be directly injected into ZI of a sciatica patient, and a method of treatment using the composition. As a result of this study, it was confirmed that the signal of GABA, a neurotransmitter, is decreased in the brain's indeterminate zone (ZI, zona incerta) of patients with sciatica. It can be cured.

Description

GABA 및 GABA 작용제를 포함하는 좌골신경통의 치료 및 완화용 조성물 및 치료 방법.{Composition for treatment or improvement of sciatica that comprising GABA or GABA agonist} Composition and treatment for the treatment and alleviation of sciatica, including GABA and GABA agonists. {Composition for treatment or improvement of sciatica that comprising GABA or GABA agonist}

본 발명은 좌골신경통 환자의 ZI에 직접 주입할 수 있는 GABA 또는 GABA 작용제를 포함하는 좌골신경통 치료 및 완화용 약학적 조성물 및 상기 조성물을 이용한 치료 방법에 대한 것이다. 좌골신경통 환자의 뇌의 불확정구역(ZI, zona incerta)에서 신경전달 물질인 GABA의 신호가 감소되므로, 본 발명에서는 ZI에 주입하여 상기 질환을 치료할 수 있는 약학적 조성물 및 이와 같은 치료 방법을 포함한다. The present invention relates to a pharmaceutical composition for treating and alleviating sciatica, including GABA or GABA agonist which can be directly injected into ZI of sciatica patients, and a method of treatment using the composition. Since the signal of the neurotransmitter GABA is reduced in the zona incerta (ZI, zona incerta) of the brain of patients with sciatica, the present invention includes a pharmaceutical composition that can be injected into ZI to treat the disease and a method of treatment .

신경병성 통증은 일반적으로 말초 신경 손상 (예 : 수술 후 통증 또는 방사선으로 인한), 중추 신경계 손상 (예 : 다발성 경화증, 척수 손상), 바이러스 감염 (예 : 대상 포진 후 신경통), 종양 등에 의하여 유발될 수 있다. 신경병성 통증은 중증도와 지속 기간에 있어 다른 유형의 만성 통증보다 심한 경우가 존재하며, 환자의 5%는 진통제를 투여함에도 불구하고 통증을 호소한다. 따라서 신경병성 통증은 가장 힘든 임상 결과 중 하나이며 표준 통증 약물로 조절할 수 없고 수 많은 약물에 대한 내성을 가지게 된다. 말초 신경 손상으로 인한 만성 신경 병증 통증은 현재의 치료법에 의하면 불응증으로 판명 될 수 있다는 점이 문제점으로 파악된다. 신경병성 통증 환자는 총격과 화상, 전기 충격과 같은 통증, 따끔거림, 마비, 감각장애, 손발 저림, 이질통 및 통각과민과 같은 증상을 호소한다. 좌골 신경의 만성 협착 손상 (CCI, chronic constriction injury)은 일반적으로 신경병성 통증의 쥐 모델을 생성하는데 사용된다. CCI에 의해 유발 된 통증의 원인은 정확하게 알려지지 않았지만, 만성 신경병성 통증은 시상에서 비정상적인 불확정영역(zona incerta, ZI)에서 매개되는 GABA(γ-Aminobutyric acid, GABA)의 억제로 인한 것으로 생각된다. 뇌의 각 영역에서 GABA의 작용 정도가 다양하기 때문에 GABA의 작용으로 인한 통증 상태 조절에 대한 메카니즘을 규명하는 것은 매우 복잡하다. Neuropathic pain is usually caused by peripheral nerve damage (e.g., due to postoperative pain or radiation), central nervous system damage (e.g. multiple sclerosis, spinal cord injury), viral infections (e.g. shingles after shingles), tumors, etc. Can be. Neuropathic pain is more severe than other types of chronic pain in severity and duration, and 5% of patients complain of pain despite administration of analgesics. Thus, neuropathic pain is one of the most difficult clinical outcomes and cannot be controlled with standard pain medications and is resistant to numerous drugs. Chronic neuropathic pain due to peripheral nerve injury can be identified as a problem according to the current treatment. Patients with neuropathic pain complain of symptoms such as shooting and burning, pain such as electric shock, tingling, numbness, numbness, numbness of hands and feet, allodynia and hyperalgesia. Chronic constriction injury (CCI) of the sciatic nerve is commonly used to generate a rat model of neuropathic pain. The cause of CCI-induced pain is not known precisely, but chronic neuropathic pain is thought to be due to inhibition of GABA (γ-Aminobutyric acid (GABA)) mediated in the abnormal indeterminate zone (zona incerta, ZI) in the thalamus. Because of the varying degrees of action of GABA in each area of the brain, it is very complex to identify mechanisms for controlling pain states caused by the action of GABA.

이전의 많은 연구에서 뇌 불확정영역(ZI)와 만성 통증 사이에 서로 연관성이 있음이 보고되어 있다. ZI는 하부 시상에 위치한 GABA성('GABAergic') 신경핵으로, 뇌간의 세분화된 부분이며, 대부분의 ZI 뉴런은 GABA성이다. 인터뉴런은 ZI의 시냅스 전달에서 흥분성 및 억제성 뉴런 간의 균형에 영향을 주는 GABA성 경로와 같은 억제 경로를 가지고 있다. 최근 Masri 등은 가장 세포구축학적이면서 신경화학적으로 시상에서 세포군이 분열하는 ZI와 같이 후부시상(posterior thalamus)에서 자극성 또는 감각성 정보의 흐름을 억제하는 자극 반응 프로세스의 조절을 위한 새로운 시스템에 대하여 설명하였다. 즉, ZI는 후부시상에서 자발적 활동과 유발된 활동을 모두 조절하며, ZI 불활성화는 시상 후 핵의 하위 집합에서 반응 대기 시간을 감소시키며, ZI는 체성 감각 시스템과 내부 감각 수용 시스템을 조율하는 경로(1차 및 2차)를 모두 포함한다.Many previous studies have reported an association between brain uncertainty (ZI) and chronic pain. ZI is a GABAergic 'nucleus located in the hypothalamus, which is the granular part of the brain stem, and most ZI neurons are GABA. Interneurons have inhibitory pathways such as GABA-like pathways that affect the balance between excitatory and inhibitory neurons in synaptic transmission of ZI. Recently, Masri et al. Described a novel system for the regulation of stimulus response processes that inhibit the flow of stimulatory or sensory information in the posterior thalamus, such as ZI, which is the cytoplasmic and neurochemically dividing cell population in the thalamus. It was. That is, ZI regulates both spontaneous and induced activity in the posterior thalamus, ZI inactivation reduces response latency in a subset of the postthalamic nucleus, and ZI is a pathway that coordinates the somatosensory and internal sensory receptor systems. Include both (primary and secondary).

따라서 GABA성 신호 전달 체계를 연구하여, 신경병성 통증, 그 중에서도 좌골신경통의 진단 및 이를 치료하기 위한 방법(조성물)에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다. Therefore, the study of GABA signaling system, the diagnosis of neuropathic pain, especially sciatica and the development of a method (composition) for treating it is required.

이에 본 발명자들은 GABA 및 GABA 성 신호를 시험하기 위해, 본 연구는 좌골 신경 CCI의 생쥐(rat) 모델을 사용하여 생체 내에서 GABA 농도 및 GABA 성 ZI 뉴런 활성의 변화를 조사 하였다. 쥐의 좌골 신경 CCI는 인간의 말초 신경 손상으로 인한 신경병성 통증을 모방하는 비교적 일관된 신경병성 통증 행동을 나타낸다. ZI에 GABA 수용체에 대한 작용제 및 길항제를 주입한 후 통증 관련 행동 및 신경 세포 활성을 평가 하였다In order to test GABA and GABA sex signals, the present inventors investigated the change of GABA concentration and GABA sex ZI neuron activity in vivo using a rat model of sciatic nerve CCI. Rat sciatic nerve CCI exhibits relatively consistent neuropathic pain behavior that mimics neuropathic pain due to peripheral nerve damage in humans. Pain-related behavior and neuronal activity were assessed after injecting agonists and antagonists against GABA receptors in ZI

-The role of GABA in the mediation and perception of pain, Enna SJ et alThe role of GABA in the mediation and perception of pain, Enna SJ et al -GABA mechanisms and antinociception in mice with ligated sciatic nerve, Zarrindast MR et al.GABA mechanisms and antinociception in mice with ligated sciatic nerve, Zarrindast MR et al.

본 발명의 목적은 GABA 또는 GABA 작용제를 유효성분으로 포함하는 좌골신경통 치료 및 완화용 약학적 조성물을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for treating and alleviating sciatica, including GABA or GABA agonist as an active ingredient.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 성분을 포함하는 조성물을 뇌 불확정영역(ZI)에 주입하는 단계를 포함하는 좌골신경통 치료 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a sciatica treatment method comprising the step of injecting a composition comprising the above components into the brain uncertain region (ZI).

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 GABA 또는 GABA 작용제를 유효성분으로 포함하는 좌골신경통 치료 및 완화용 약학적 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a sciatic nerve treatment and palliative pharmaceutical composition comprising a GABA or GABA agonist as an active ingredient.

다른 양태로서 본 발명은 GABA 또는 GABA 작용제를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 뇌 불확정영역에 주입하는 단계를 포함하는, 좌골신경통의 치료 방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a method of treating sciatica, comprising injecting a GABA or a pharmaceutical composition comprising a GABA agent as an active ingredient into a brain indeterminate region.

본 발명의 GABA 또는 GABA 작용제를 포함하는 좌골신경통 치료 및 완화용 약학적 조성물 또는 상기 약학적 조성물을 뇌의 불확정 영역에 주입하는 단계를 포함하는 좌골신경통 치료 방법은 상기 질환과 관련하여 GABA 또는 GABA 작용제가 작용하는 뇌의 특정 영역을 지정하고, 이에 대한 정확한 치료 방법을 제시하고 있다. 따라서, 기존에 공지된 발명에 비하여, 좌골신경통에 대한 치료 효과가 우수한 특징을 가진다. The sciatica treatment and sciatica treatment comprising the GABA or GABA agonist of the present invention or sciatica treatment method comprising the step of injecting the pharmaceutical composition into the indeterminate area of the brain has a GABA or GABA action in relation to the disease I designate specific areas of the brain where I work, and suggest precise treatments for them. Therefore, compared with the known invention, the therapeutic effect on sciatica has excellent features.

도 1은 본 연구의 전체적인 흐름을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 CCI를 유발한 동물 모델에서 PWT(움츠림역치)의 변화(A) 및 PWL(발바닥숨김)의 변화(B)를 측정한 결과를 나타낸 것이다. PWT의 경우, CCI를 유발한 경우 시간이 지날수록 역치값이 낮아졌으며, 등측성 허벅지 신경 손상시, 통증과민이 유발된 것을 확인할 수 있다. PWL의 경우에도 시간이 지남에 따라 감소된 것을 확인하였다.
도 3은 생체 내 미세투석법을 이용하여 ZI의 신경전달물질을 분석한 결과이다.
도 4는 CCI 유발 동물 모델 및 위약치료군에서, 작용제, 길항제 또는 식염수로 유발된 통증과민의 변화를 보여주는 결과이다.
도 5는 CCI 유발 및 위약치료된 동물 모델의 ZI에서 자발적인 신경 활성을 보여주는 것이다.
1 is a schematic of the overall flow of the present study.
Figure 2 shows the results of measuring the change in PWT (withdrawal threshold) (A) and the change in PWL (foot hide) (B) in the animal model induced CCI. In the case of PWT, the CCI-induced threshold value was lowered over time, and it was confirmed that pain hypersensitivity was induced when the dorsal thigh nerve injury occurred. In the case of PWL, it was confirmed that it decreased over time.
3 shows the results of analyzing neurotransmitters of ZI using in vivo microdialysis.
Figure 4 is a result showing the change in pain hypersensitivity caused by agonist, antagonist or saline in CCI induced animal model and placebo treatment group.
5 shows spontaneous neuronal activity in ZI of CCI-induced and placebo treated animal models.

본 연구는 뇌의 불활성영역에서 신경전달 물질의 GABA성의 뉴런 활성에 관련된 신경병증성 통증에 대한 것이다. 연구에 의하면, ZI에서의 신경 세포 활동은 좌골 신경에 CCI(chronic constriction injury)를 유발한 쥐가 위약 처리군과 비교하여 유의하게 낮다는 것이 밝혀졌다. 그러므로, GABAA 작용제에 의한 치료는 허벅지 신경이 손상된 쥐 모델에서 PWT 및 PWL을 감소시키고, ZI의 발화율을 증가시킨다. 이 모든 데이터는 GABA 신경 세포 활성 억제가 CCI에 의한 신경병적 통증의 주요 원인이 됨을 시사하는 것이다. This study deals with neuropathic pain associated with GABA neuronal activity of neurotransmitters in the inactive region of the brain. Studies have shown that neuronal activity in ZI is significantly lower in rats that cause cyclical striction injury (CCI) in sciatic nerves compared to placebo-treated groups. Therefore, treatment with GABAA agonists reduces PWT and PWL and increases the ignition rate of ZI in a rat model in which the thigh nerves are injured. All these data suggest that inhibition of GABA neuronal activity is a major cause of neuropathic pain by CCI.

이전의 연구들은 ZI에서 시상 하부 릴레이를 포함한 시상 릴레이에 이르는 신경 회로를 제시하였다. ZI는 많은 수의 시상 핵으로 돌출되어 있으며, 시상에서 강장억제 피드 포워드(feed-forward)에 영향을 준다. 척수 손상에 의하여 신경병적 통증이 유발된 쥐 모델에서 ZI에서 신경활성이 감소되는 것은 이전 연구를 통해 입증되었다. ZI 활성의 감소는 후시상(posterior thalamus) 및 침해 수용성 정보 처리에 중요한 체성 감각성(somatosensory) 시상핵의 신경 활성의 병리학적 증가와 마찬가지로 관련성이 있다. ZI의 발화율과 시냅스성 GABA 농도의 조절은 컴퓨터에 의한 연구에서 incerto-thalamic 회로의 조절에 효과적인 수단이 될 것으로 보여진다. 이는 ZI에서 GABA성 조절이 생체 내에서 신경병증성 통증을 경감시키는 것을 나타내는 것이다. Previous studies have suggested neural circuits from ZI to hypothalamic relays including hypothalamic relays. ZI protrudes into a large number of sagittal nuclei and affects tonic-suppressive feed-forward in the thalamus. Decreased neuronal activity in ZI in a rat model of neuropathic pain caused by spinal cord injury has been demonstrated in previous studies. Reduction of ZI activity is associated with a pathological increase in neuronal activity of the somatosensory thalamus nuclei, which is important for processing posterior thalamus and invasive receptive information. The regulation of ZI firing rate and synaptic GABA concentrations may be an effective means of controlling the incerto-thalamic circuit in computerized studies. This indicates that GABAergic regulation in ZI alleviates neuropathic pain in vivo.

이러한 경로는 억제성(GABA성)이고, 시상 하부 전달의 조절자로 작용할 가능성이 있다. ZI는 뇌의 상구(superiorcolliculus)의 깊은 층 감각성의 삼차신경핵 복합체 및 배측삭핵(dorsal column nuclei)으로부터 지형학적으로 체계화된 투영(projection)을 수신하며, 주로 뇌의 상구와 pretectal nuclei,대측성 ZI와 같은 고차원의 시상핵 등이 주로 GABA성의 신경에 포함된다. ZI 뉴런은 시상 배핵과 대뇌 피질과 같은 다양한 뇌의 영역을 자극하며, GABA성의 불확정 뉴런은 극초단파의 자극 또는 뮤시몰 등의 주입으로 뇌의 불확정 투사성 영역에서 일시적인 탈억제를 유발할 수 있다. ZI 말단의 복합 활성 영역은 시상 뉴런의 발화 특성의 영향을 매우 강하게 받는 것으로 확인되었으며, 이는 전달성 세포를 통해 다양한 뇌의 피질 영역으로 전달되는 것이며, 신피질(neocortex)로 광범위하게 투사된다. ZI의 GABA성 말단은 주로 시상의 고차원적 핵에서 연합 뉴런의 근위성 수상돌기를 선택적으로 자극한다. ZI는 시상 하부 아래쪽에 쐐기 모양으로 가로지르는 좁은 영역인 간뇌의 중심을 형성하며, 감각적 자극(신체 및 근육)에 대한 즉각적인 반응(본능, 흥분, 집중, 또는 자세-운동)을 생성한다. This pathway is inhibitory (GABA) and has the potential to act as a regulator of hypothalamic delivery. ZI receives topographically structured projections from the deep layer sensory trigeminal nucleus complexes and dorsal column nuclei of the brain's superiorcolliculus, mainly the brain's superior and pretectal nuclei, contralateral ZI and The same high-level thalamus nucleus is mainly included in GABA neurons. ZI neurons stimulate various brain regions, such as the sagittal nucleus and cerebral cortex, and GABA-determined neurons can induce transient deinhibition in the brain's indeterminate projective regions by microwave stimulation or injection of musimol. The complex active region at the ZI terminus has been found to be very strongly influenced by the ignition properties of thalamic neurons, which are delivered through transmissive cells to various brain cortical regions and are widely projected into the neocortex. The GABA-like ends of ZI selectively stimulate the proximal dendrites of associated neurons, mainly in the higher nucleus of the thalamus. ZI forms the center of the hepatic brain, a narrow area wedge-shaped below the hypothalamus, and produces an immediate response (instinct, excitement, concentration, or post-motor) to sensory stimuli (body and muscle).

좌골 신경의 CCI는 말초의 만성적 신경병증성 모델에 널리 사용된다. 이는 손상 이후 최소한 1개월 이후부터 안정적인 과민성 통증을 나타내도록 한다. 좌골 신경의 CCI를 유발한 이후, 동물 모델은 자발적으로 통증의 존재를 확인하기 위하여 손상된 뒷발에서 비정상적인 자세(ie. 발가락 모음, 족저굴곡 변형, 외번 등)를 보이거나, 발바닥의 반복된 떨림 현상을 보이거나, 발바닥을 보호하고 핥는 행동을 나타내었다. CCI는 개별적으로, 또는 상승작용으로 인하여 신경성 과민반응에 의한 척수후뿔(spinal dorsal horn)에서 부적응성의 시냅스성 회로를 만드는데 영향을 준다. 이러한 신경성 과민반응 또는 중추 감작은 말초수용영역에 제공되는 외부적 자극에 대한 자발적이거나 혹은 유발된 신경적 반응을 강화시키고, 활성에 의한 역치값을 낮추며, 말초 수용영역의 크기를 증가시키고, 후 반응 활성을 증가시키는 특징을 보인다. CCI of the sciatic nerve is widely used in peripheral chronic neuropathic models. This causes stable hypersensitivity pain at least one month after injury. After inducing CCI of the sciatic nerve, animal models spontaneously show abnormal postures (ie, toe collection, plantar flexion, extraversion, etc.) in the damaged hind paw to check for the presence of pain or repeated tremors of the plantar foot. They showed or protected and licked the soles of their feet. CCI affects the formation of maladaptive synaptic circuits in the spinal dorsal horn, individually or synergistically. These neurological hypersensitivity reactions or central sensitization enhance the spontaneous or induced neurological response to external stimuli provided to the peripheral receptive zone, lower the threshold by activity, increase the size of the peripheral receptive zone, and post response It is characterized by increasing activity.

논의된 바에 의하여, ZI 뉴런은 시상핵의 활성에 의해 자극된다. 앞선 연구에 따르면, 신경병증성 통증은 ZI 뉴런의 감소를 수반한다. 감소된 GABA성 억제의 전달은 신경병증성 통증의 발달에 대한 원인이 된다. 따라서, 좌골신경의 CCI에 대한 근본적인 메카니즘은 CCI 병변이 보여주는 ZI에서 GABA성 뉴런의 점진적인 사멸(apoptosis)의 억제를 통해 연구중에 있다. 미세투석법은 ZI 뉴런의 불활성화가 GABA성 신경 뉴런의 억제와 관련성이 있기 때문에 ZI의 신경 활성이 GABA 치료에 의해 제어된다는 것을 입증하였다. 좌골신경 CCI 유발 동물 모델에서 GABA와 세로토닌의 수치는 매우 낮은 것으로 확인되었다. 신경병증성 통증이 있는 동물의 경우, 복저시상 내의 세로토닌 수치가 감소하였다. 추정컨대, 이러한 변화를 매개하는 매커니즘은 GABA성의 신경계 변화를 포함하며, 이러한 신경전달물질인 GABA 및 세로토닌에 의한 치료법이 신경병성 통증을 치료할 수 있다고 가정할 수 있다. As discussed, ZI neurons are stimulated by the activity of the thalamus nucleus. Previous studies have shown that neuropathic pain involves the reduction of ZI neurons. Delivery of reduced GABAergic inhibition is responsible for the development of neuropathic pain. Thus, the underlying mechanism for sciatic nerve CCI is under study through the inhibition of gradual apoptosis of GABA neurons in ZI as seen by CCI lesions. Microdialysis has demonstrated that neuronal activity of ZI is controlled by GABA treatment because inactivation of ZI neurons is associated with inhibition of GABA neuronal neurons. GABA and serotonin levels were found to be very low in sciatic nerve CCI-induced animal models. In animals with neuropathic pain, serotonin levels in the ventral thalamus decreased. Presumably, the mechanisms that mediate these changes include changes in the nervous system of GABA, and it can be assumed that treatment with these neurotransmitters, GABA and serotonin, can cure neuropathic pain.

시냅스 외부의 GABA 활성은 뉴런을 과분극시키는 반면 이러한 리셉터들을 차단함으로써 발화를 촉진하게 된다. 그러나, 다른 연구에서, 시상의 연속적 세포의 발화 촉진은 통각수용기성 통증과 관련되며, 발화의 촉진은 통각수용기의 정보의 억제와 연관된다고 하였다. ZI에서 GABA성의 전달은 복잡하다. Cha 등은 ZI로 뮤시몰을 주입함으로써 ZI 뉴런의 불활성화를 억제할 수 있다고 하였으나, Moon 등에 의한 결과는 이와 다르다. 그것은, ZI 복합체 자체 또는 후 시상을 타겟으로 했을 때, 가능한 것이다. Petronilho 등은 ZI로 글루타메이트를 주입하여 항통각수용성을 만들어낼 수 있다고 하였다. 그들은 글루타메이트 투여 후 일시적인 항통각수용성을 조사하기 위하여, 급성 통증모델을 사용하였으나, 본 연구에서는 만성 통증 모델을 사용하였다. 그들은 세로토닌 작용성, α-아드레날린 작용성 및 내인성 오이포이드(oipoid) 기반의 메카니즘을 사용하여 후외측 섬유단(dorsolateral funiculus)을 따라 척수로 내려오는 통증 억제 경로에 초점을 맞추었으나, 우리는 GABA의 영향에 따른 시상 내부의 억제에 중점을 두었다. GABA activity outside synapses hyperpolarizes neurons while blocking these receptors to promote ignition. However, other studies have suggested that stimulation of successive cells in the thalamus is associated with nociceptive pain and that stimulation is associated with inhibition of nociceptor information. The transmission of GABA sex in ZI is complex. Cha et al. Said that inactivation of ZI neurons can be suppressed by injecting musimol into ZI, but the results by Moon et al. Are different. It is possible when targeting the ZI complex itself or a posterior thalamus. Petronilho et al. Reported that injection of glutamate with ZI can produce anti-nociceptive solubility. They used an acute pain model to investigate transient antinociceptive efficacy after glutamate administration, but used a chronic pain model in this study. They focused on pain inhibition pathways that descend into the spinal cord along the dorsolateral funiculus using serotonin-, a-adrenergic, and endogenous oipoid-based mechanisms, but we have GABA Emphasis was placed on the suppression of the thalamus by the influence of.

신경병증성 통증의 원인은 아직 규명되지는 않았으나, 만성 신경병증성 통증은 시상에서 비정상적인 억제로 인한 것이라 가정하였다. GABA성의 전달은 흥분과 통증의 상태를 조절하는 것으로 알려져 있으나, 뇌의 관련 부위가 광범위하고, GABA성의 신경 전달이 매우 복잡하기 때문에, 근본적인 매커니즘의 연구가 필요하다. 국소적 통증에 중요한 신호를 전달하는 척수시상로(spinothalamic tract)와, 통증의 감정적인 측면에 관여하는 척수망상체로(spinoreticular tract)는 주요한 통증 경로들이다. ZI는 척수시상로를 통해 조밀한 침해수용성 입력(nociceptive input)을 받아 독점적으로 강장 억제 피드 포워드만을 시상핵, 특히 시상 하부의 후방핵에 보낸다. ZI 는 일반적으로 시상핵을 강력하게 억제하나, CCI 유발 후 신경병증성 통증은 ZI의 신경 활성이 감소되기 때문인 것으로 여겨진다. 따라서, ZI의 활성 억제는 통각 정보를 처리하는데 중요한 체성감각 시상핵인 후부시상에서의 신경세포 활동의 병리학적 증가와 관련이 있다. The cause of neuropathic pain has not yet been identified, but chronic neuropathic pain was assumed to be due to abnormal suppression in the thalamus. GABA transmission is known to control the state of excitement and pain, but the underlying mechanisms are extensive, and because GABA neurotransmission is very complex, the study of the underlying mechanism is necessary. Spinothalamic tracts, which deliver important signals for local pain, and spinoreticular tracts, which are involved in the emotional aspects of pain, are the major pain pathways. ZI receives dense nociceptive input through the spinal column and sends exclusively tonic suppression feed forward to the thalamus nucleus, particularly the posterior nucleus of the hypothalamus. ZI generally strongly inhibits the thalamus nucleus, but neuropathic pain after CCI induction is believed to be due to decreased neuronal activity of ZI. Thus, inhibition of ZI activity is associated with a pathological increase in neuronal activity in the posterior thalamus, a somatosensory thalamus important for processing pain information.

위와 같은 연구 결과, 본 발명자들은 신경병증성 통증을 억제하기 위하여, ZI 영역에서 신경전달물질인 GABA에 의한 작용이 중요한 것을 새롭게 밝혀내었고, GABA의 농도를 향상시킬 수 있는 GABA의 작용제(agonist)를 ZI에 주입함으로써 신경병증성 통증의 증상을 완화시킬 수 있다는 점에, 본 발명을 완성하게 되었다. As a result of the above research, the present inventors have newly discovered that the action by the neurotransmitter GABA in the ZI region is important in order to suppress neuropathic pain, and the agonist of GABA which can improve the concentration of GABA. The present invention has been completed in that the symptom of neuropathic pain can be alleviated by injecting ZI into ZI.

따라서, 본 발명은 ZI에 주입되는 것을 특징으로 하는, GABA 또는 GABA 작용제(agonist)를 유효성분으로 포함하는 좌골신경통 치료 및 완화용 약학적 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a pharmaceutical composition for treating and alleviating sciatica, comprising GABA or GABA agonist as an active ingredient, which is injected into ZI.

상기 GABA 작용제는 이에 제한되는 것은 아니나, 벤조디아제핀, 디아제팜, 클로로디아제프옥사이드, 바르비트루산, 피크로톡신, 스테로이드, 뮤시몰 등이 포함되며, 바람직하게는 뮤시몰일 수 있다. The GABA agonists include, but are not limited to, benzodiazepines, diazepam, chlorodiazepoxide, barbitruic acid, picrotoxin, steroids, musimol, and the like, and preferably mucimol.

본 발명의 상기 약학적 조성물은 유효 성분의 활성을 최대한 유지시키기 위하여, 적절량의 염 및 완충 용액 등을 포함할 수 있으며, 약제학적으로 허용되는 담체 및 부형제, 윤활제, 습윤제, 유화제, 보존제 등을 제한 없이 포함할 수 있다. 또한, 제형은 오일 또는 수성 매질 중의 용액, 현탁액 또는 유화액의 형태일 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may include an appropriate amount of salts and buffer solutions, in order to maintain the activity of the active ingredient to the maximum, and includes a pharmaceutically acceptable carrier and excipients, lubricants, wetting agents, emulsifiers, preservatives and the like. It can be included without limitation. In addition, the formulations may be in the form of solutions, suspensions or emulsions in oils or aqueous media.

또한 본 발명은, 뇌의 ZI에 GABA 또는 GABA 작용제를 주입하는 과정을 포함하는, 신경병증성 통증의 치료 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of treating neuropathic pain, comprising injecting GABA or GABA agonists into ZI of the brain.

상기 주입은, 정맥내 주입, 경구 또는 피하 내 투여, 뇌내 직접 주입하는 방법을 포함하며, 그 방법에 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 뇌의 ZI에 직접 주입하는 것을 의미한다. 또한, 뇌내 직접 주입을 위하여 특화된 약물 주입기구를 사용할 수 있으며, 구체적으로, 약물주입기구(Ommaya reservoir) 및 약물주입 카테터를 포함한다. The injection includes intravenous infusion, oral or subcutaneous administration, direct injection into the brain, but is not limited to the method, preferably means direct injection into ZI of the brain. In addition, a specialized drug injection device may be used for direct injection in the brain, and specifically, includes an Ommaya reservoir and a drug injection catheter.

또한 상기 본 발명의 치료 방법에 있어서, 상기 약물의 적합한 투여량은 약제학적 조성물의 투여방법을 적용할 수 있으며, 이에 따라 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 GABA 또는 GABA 작용제는 0.1 내지 1.0 mmol/㎕ 의 농도로, 1회 투여량은 1 ㎕ 내지 5 ㎕ 이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 GABA 또는 GABA 작용제를 0.5 mmol/㎕(저농도) 또는 5mmol/㎕(고농도)의 농도로 주입하였으며, 1회 투여량은 2㎕으로 주입하였다. 상기 범위의 농도 및 주입량보다 적게 주입될 경우, 통증 치료에 대한 효과가 미미하며, 상기 범위를 초과하여 주입될 경우, GABA성 반응이 과도하게 유발되어 부작용이 발생할 수 있다. In addition, in the treatment method of the present invention, a suitable dosage of the drug may be applied to the method of administration of the pharmaceutical composition, according to the formulation method, mode of administration, age, weight, sex, morbidity, food, Depending on factors such as time of administration, route of administration, rate of excretion, and response sensitivity, a skilled practitioner will usually be able to readily determine and prescribe a dosage effective for the desired treatment or prevention. Although not limited thereto, the GABA or GABA agonist of the invention is at a concentration of 0.1 to 1.0 mmol / μl, with a single dose of 1 μl to 5 μl. In an embodiment of the present invention, the GABA or GABA agonist was injected at a concentration of 0.5 mmol / μl (low concentration) or 5 mmol / μl (high concentration), with a single dose of 2 μl. When injected less than the concentration and the amount of the above range, the effect on pain treatment is insignificant, and when injected over the above range, the GABA response may be excessively induced and side effects may occur.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실험 재료 및 실험 방법>Experimental Materials and Experimental Methods

1. 실험 동물의 선정 및 디자인1. Selection and design of experimental animals

모든 동물 실험은 충북 대학교 동물 실험 윤리 심의위원회에서 정한 승인 된 국가 지침에 따라 수행되었다. 통증 연구 협회 (International Association of Pain of Study)의 지침에 따라 무균 동물 수술 장비, 장갑 및 무균 커튼 및 면봉이 사용되었다. 피부를 70% 에탄올로 소독하고 모피를 수술 부위에서 면도한 다음 멸균 드레이프로 덮었다.All animal experiments were conducted in accordance with approved national guidelines set by the Chungbuk National University Animal Experiment Ethics Review Committee. Aseptic animal surgical equipment, gloves and sterile curtains and swabs were used in accordance with the guidelines of the International Association of Pain of Study. The skin was disinfected with 70% ethanol and the fur was shaved at the surgical site and covered with sterile drape.

Sprague Dawley 수컷 쥐(250-300g, 대한 바이오링크, 한국, 음성군)는 표준 주거 조건 (12:12 시간 명암주기) 하에서 동물 복지에 관한 국립 보건원의 지침에 따라 사육되고 실험실 내에서 먹이 및 물을 자유롭게 식이하였다. 각각의 쥐는 임의적이고 이중맹검으로 컨트롤된 지침에 따라, 기도폐쇄를 방지하기 위해 평평한 종이 침구가 있는 별도의 케이지에 사육하였다. 실험의 타임 라인은 도 1에 나와 도시한 바와 같다. 샘플 크기는 PASS 14 소프트웨어에 의해 설정하였다. (NCSS Inc, USA, UT, Kaysville. alpha = 0.05, power = 0.8)Sprague Dawley male rats (250-300 g, Korea Biolink, Korea, Negative Group) were bred under standard housing conditions (12:12 hour contrast cycle) and in accordance with the guidelines of the National Institutes of Health on Animal Welfare and free food and water in the laboratory. It was dietary. Each rat was housed in a separate cage with flat paper bedding to prevent airway obstruction, following random and double-blind controlled instructions. The timeline of the experiment is as shown in FIG. Sample size was set by PASS 14 software. (NCSS Inc, USA, UT, Kaysville.alpha = 0.05, power = 0.8)

2. CCI 수술2. CCI Surgery

본 연구에서는 CCI (n = 20)와 대조군으로서 허위 처리된(n = 10) 쥐를 사용 하였다. 모든 동물들은 같은 날에 수술을 시행하였다. 케이지는 모든 풀에서 무작위로 선택되어 그룹으로 선정하였다. 케이지에는 일시적으로 숫자가 지정되었으며, 생쥐는 등록 기관에 의해 번호가 부여되었다. 모든 동물들은 동일한 마취, 준비, 진정 작용 및 예비 수술 절차를 받았으며, 수술 후 눈을 멀게 했다. 이 연구를 위하여 케이지에서 동물을 꺼내 기록원에서 영구적인 지정을 받았다.In this study, we used CCI (n = 20) and falsely treated (n = 10) mice as controls. All animals underwent surgery on the same day. Cages were randomly selected from all pools and grouped. The cages were temporarily numbered and mice were numbered by the registrar. All animals received the same anesthesia, preparation, sedation, and preoperative procedures and were blinded after surgery. For this study, animals were removed from cages and permanently assigned to archives.

3. 행동 분석3. Behavior Analysis

기계적 통각 과민은 Dynamic Plantar Aesthesiometer (모델 37450, Ugo Basile, Varese, Italy)로 측정하였다. 쥐(n=30)를 격자 바닥이 있는 Plexiglas 케이지(20×20×14cm)에 넣고 최소 40 분간 안정시켰다. CCI 병변에 동측성 및 대측성의 발바닥 앞꿈치 부분에 지속적으로 증가하는 압력 (5g/s)을 가하여 기계적 자극을 주었다. 생리 식염수, GABA 작용제인 뮤시몰(muscimol) (0.5 mmol/μL [0.28525μg] 또는 5 mmol/μL[2.8525μg])및 GABA 길항제 bicuculline (0.5μmol/μL [0.0009185μg] 또는 5μmol/μL [0.009185μg])를 각각 2μL씩 주입 한 후 Paw Withdrawal Threshold (PWT)와 Paw Withdrawal Latency(PWL)를 측정하였다. 농도의 최소치 및 최대치는 공지된 내용에 기초하여 결정하였다. Mechanical hyperalgesia was measured with a Dynamic Plantar Aesthesiometer (Model 37450, Ugo Basile, Varese, Italy). Mice (n = 30) were placed in a Plexiglas cage (20 × 20 × 14 cm) with a grid bottom and allowed to rest for at least 40 minutes. CCI lesions were subjected to mechanical stimulation by continuously increasing pressure (5 g / s) on the ipsilateral and contralateral forefoot heel region. Physiological saline, mucimol, GABA agonist (0.5 mmol / μL [0.28525 μg] or 5 mmol / μL [2.8525 μg]) and GABA antagonist bicuculline (0.5 μmol / μL [0.0009185 μg] or 5 μmol / μL [0.009185 μg] ]) Were injected 2μL each, and then Paw Withdrawal Threshold (PWT) and Paw Withdrawal Latency (PWL) were measured. Minimum and maximum concentrations were determined based on known content.

약물 투여 후 2 시간이 지난 후에 행동 검사를 시행하였으며, 각 값은 세 번 독립적으로 측정한 값의 평균을 나타내는 것이다.Behavioral tests were performed 2 hours after drug administration, with each value representing the mean of three independent measurements.

4. 가이드 캐뉼러의 삽입4. Insertion of the guide cannula

미세 투석을 시행하고 GABA 계 약물을 투여하기 위해 실험 4 일 전에 생쥐에 가이드 캐뉼러를 이식 하였다. 브레그마와 람다를 노출시키기 위해 두개골 정중선을 따라 세로 절개를 하였다. 기록 및 약물 주입을 위한 미세 가이드 튜브 (Eicom, Kyoto, Japan)를 2 개의 뼈 나사와 아크릴 수지(Ortho-Jet; Lang Dental, Wheeling, IL, USA)를 사용하여 고정시켰다. 15mg/kg tiletamine/zolazepam과 9mg /kg xylazine을 투여하여 마취시킨 후, 스테인레스 스틸 가이드 캐뉼라 (외경, 0.5 mm, AG-8, Eicom)를 ZI의 다음 좌표에 정위적으로 삽입 하였다 : Paxinos와 Watson의 아틀라스에 따라 정중선에서 2.8 mm, 뇌 표면에서 6.8 mm 아래. Guide cannula was implanted into mice 4 days before the experiment to perform microdialysis and to administer GABA-based drugs. Vertical incisions were made along the midline of the skull to expose bregma and lambda. Micro guide tubes (Eicom, Kyoto, Japan) for recording and drug injection were fixed using two bone screws and acrylic resin (Ortho-Jet; Lang Dental, Wheeling, IL, USA). After anesthesia with 15 mg / kg tiletamine / zolazepam and 9 mg / kg xylazine, a stainless steel guide cannula (outer diameter, 0.5 mm, AG-8, Eicom) was inserted stereotically at the following coordinates of ZI: Paxinos and Watson 2.8 mm at midline and 6.8 mm below brain surface according to atlas.

위와 같이 유도 캐뉼라를 삽입한 후, 더미 캐뉼라 (외경 0.5 mm)를 조심스럽게 삽입 하였다.After inserting the guide cannula as above, the dummy cannula (outer diameter 0.5 mm) was carefully inserted.

5. 생체 미세투석법5. Biomicrodialysis

미세 투석 전날, 내부 탐침(stylet)을 1.0mm 길이의 반투막 (외경, 0.31mm; A-I-8-02; Eicom)을 갖는 투석 프로브로 대체 하였다.The day before microdialysis, the inner stylet was replaced with a dialysis probe with a 1.0 mm long semipermeable membrane (outer diameter, 0.31 mm; A-I-8-02; Eicom).

2 채널 유체 회전 장치 (SSU-20, Eicom)를 프로브 입구와 출구에 연결하고 인공 뇌척수액 (147 mM NaCl, 4 mM KCl, 1.2 mM CaCl2, 0.9 mM MgCl2)을 펌프를 사용하여 1 μL/min의 속도로 주입하여 프로브를 세척하였다. 하룻밤 동안 평형 상태를 유지 한 후, 에틸렌디아민 테트라아세트산(200μM) 및 아세트산 용액 (40mM)이 동일 부피(36μL)로 들어있는 유리병에서 36μL의 투석액을 30 분마다 채취하여 투석을 실시하였다. 검체가 채취 될 때까지 시료를 -70 ℃에서 보관 하였다. GABA, 글루타민산 및 세로토닌을 위약 처리군(n = 10) 및 CCI 유발 군(n = 10)에서 각각 측정 하였다.Connect a 2-channel fluid rotator (SSU-20, Eicom) to the probe inlet and outlet and artificial cerebrospinal fluid (147 mM NaCl, 4 mM KCl, 1.2 mM CaCl 2 , 0.9 mM MgCl 2 ) using a pump to 1 μL / min The probe was washed by injection at the rate of. After equilibration overnight, 36 μL of dialysate was collected every 30 minutes from a glass bottle containing ethylenediamine tetraacetic acid (200 μM) and acetic acid solution (40 μM) in the same volume (36 μL) for dialysis. Samples were stored at -70 ° C until samples were collected. GABA, glutamic acid and serotonin were measured in the placebo treated group (n = 10) and the CCI induced group (n = 10), respectively.

6. 미세주입 절차 6. Microinjection Procedure

텔레스코핑 스틸 튜브 시스템에 의해 보호되는 미세 투석 프로브를 사용하여 약제 또는 식염수를 ZI에 주입하였다. 상기 튜브 어셈블리를 미세주입 전에 가이드 캐뉼러에 삽입하고 바늘을 가이드 캐뉼러 팁에서 3 mm 돌출되도록 하였다.Drug or saline was injected into ZI using a microdialysis probe protected by a telescoping steel tube system. The tube assembly was inserted into the guide cannula prior to microinjection and the needle was allowed to protrude 3 mm from the guide cannula tip.

ZI (~ 3 mm2)의 면적이 전방 핵 (~ 2 mm2)의 면적보다 크기 때문에 0.25 μL/min의 속도로 주입되었다. 용액을 2분 동안 동일한 속도로 전달되고, 절차 완료 후, 주사 바늘을 20초 동안 제거 하였다.Since the area of the ZI (~ 3 mm 2) greater than the area of the anterior nucleus (~ 2 mm 2) it was injected at a rate of 0.25 μL / min. The solution was delivered at the same rate for 2 minutes and after the procedure was completed, the injection needle was removed for 20 seconds.

7. 생체 세포외 리코딩7. In Vitro Extracellular Recordings

좌골 신경 손상 후 10 경과 후, 위약으로 처리 한 CCI 쥐(그룹당 6 마리)를 15mg/kg tiletamine/zolazepam과 9mg /kg xylazine을 투여하여 마취시킨 후. ZI에서 석영 절연 탄소 전극(Kation Scientific, Minneapolis, MN, USA)을 통해 세포외 리코딩을 얻었다. 이 연구는 디지털 Lynx SX 데이터 수집 시스템 (Neuralynx Inc., Bozeman, MT, USA)을 사용하여 파형을 디지털화 (40kHz)하고, 상기 unit를 이중 임계값 및 주성분 분석(PCA)으로, Neuralynx SpikeSort 3D 소프트웨어를 사용하여 오프라인으로 분류하는 것이다. NeuroExplorer 소프트웨어(Neuralynx)를 사용하여 발화 속도(스파이크/초) 및 연축시간 히스토그램 (PSTH)을 생성하여 단일 유닛에서 기록된 것을 확인하였다.After 10 days after sciatic nerve injury, placebo-treated CCI mice (6 per group) were anesthetized with 15 mg / kg tiletamine / zolazepam and 9 mg / kg xylazine. Extracellular recordings were obtained via quartz insulated carbon electrodes (Kation Scientific, Minneapolis, MN, USA) at ZI. This study uses a digital Lynx SX data acquisition system (Neuralynx Inc., Bozeman, MT, USA) to digitize waveforms (40 kHz), and the unit with dual threshold and principal component analysis (PCA), which uses Neuralynx SpikeSort 3D software. To sort it offline. The NeuroExplorer software (Neuralynx) was used to generate fire rate (spikes / second) and twitch time histogram (PSTH) to confirm that it was recorded in a single unit.

8. 신경전달물질 분석8. Neurotransmitter Analysis

LC-MS를 사용하여 GABA, 글루타메이트 및 세로토닌을 검출하였다. 크로마토그래피 분석은 G1322A 탈기장치, G1311A 4급펌프, G1313A 웰-플레이트 자동 시료 채취기 및 G1316A 자동 온도 조절 컬럼(G1316A thermostated column)을 포함하는 Agilent 1100 고속 액체 크로마토 그래피(HPLC) 시스템 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)에 의해 수행되었다. 전기분무 소스 인터페이스를 이용한 G1946D 질량 분석기(Agilent Technologies)를 MS 검출에 사용 하였다. LC/MS 검출을 위해 애질런트 ChemStation을 사용하여 데이터 수집 및 분석을 수행하였다.(version B.02.01). Agilent XDB-C18 컬럼 (3.0 mm x 50 mm, 1.8 μm)에서 크로마토그래피 분석을 수행하고, 아세토니트릴:0.1% 포름산 수용액 (24:76, v/v)를 이동상으로 0.3 mL/min의 속도로 용리하였다. 컬럼 온도는 25℃, 오토샘플러는 4℃, 부피는 5㎕로 유지 하였다. 분석 시간은 샘플 당 4.5분이었다. HPLC 시스템은 전기 분무 이온화 (ESI) 인터페이스를 통해 질량 분석기에 연결하였다. ESI의 질량 조건은 아래와 같이 음이온 검출 모드에서 최적화되었다 : 모세관 3,500V, 분무기 40 psi, 건조 가스 8L/min, 가스 온도 350℃ 및 프래그먼트 80V. 선택된 이온 모니터링을 사용하였으며, 단편 전이는 curculigoside 의 경우 m/z 511.1이고 naringin의 경우 m/z 579.1이었다.LC-MS was used to detect GABA, glutamate and serotonin. Chromatographic analysis was performed using an Agilent 1100 high speed liquid chromatography (HPLC) system (Agilent Technologies, Santa Clara), which included a G1322A degasser, a G1311A quaternary pump, a G1313A well-plate autosampler, and a G1316A thermostated column. , CA, USA). A G1946D mass spectrometer (Agilent Technologies) using an electrospray source interface was used for MS detection. Data collection and analysis was performed using Agilent ChemStation for LC / MS detection (version B.02.01). Perform chromatographic analysis on an Agilent XDB-C18 column (3.0 mm x 50 mm, 1.8 μm), eluting acetonitrile: 0.1% aqueous formic acid solution (24:76, v / v) as mobile phase at a rate of 0.3 mL / min It was. The column temperature was maintained at 25 ° C., autosampler at 4 ° C., and volume at 5 μl. Analysis time was 4.5 minutes per sample. The HPLC system was connected to the mass spectrometer via an electrospray ionization (ESI) interface. The mass conditions of ESI were optimized in anion detection mode as follows: capillary 3,500V, nebulizer 40 psi, dry gas 8L / min, gas temperature 350 ° C. and fragment 80V. Selected ion monitoring was used and fragment transition was m / z 511.1 for curculigoside and m / z 579.1 for naringin.

9. 전극 및 프로브 배치의 조직학적 검증 9. Histological Validation of Electrode and Probe Placement

실험이 완료된 후, 전극 및 탐침 부위는 사후 검증되었다. 전해 병변은 10 초 동안 0.05 mA 전류를 기록된 전극에 통과시킴으로써 심장 관류 전에 만들어졌다. 쥐를 tiletamine/zolazepam으로 완전히 마취시키고 0.1M 인산염 완충 식염수를 4% 파라포름알데하이드로 심장을 통해 관류시켰다. 쥐를 생리 식염수 및 10% 포르말린과 식염수로 함께 경막 외 관류시켰다. 뇌를 추출하여 절편화하기 전에 24시간 동안 10 % 포르말린에서 추가로 고정시켰다. Microtome cryostat (Microm, Walldorf, Germany)를 사용하여 시상형성체를 통해 관상면(5 μm)을 절단하고 뇌의 표적 부위를 neutral red로 염색 하였다. 전극과 탐침 부위는 Paxinos와 Watson의 뇌 지도를 기반으로 하는 광학 현미경을 통해 위치시켰다.After the experiment was completed, the electrode and probe site were post-validated. Electrolytic lesions were made prior to cardiac perfusion by passing 0.05 mA current through the recorded electrode for 10 seconds. Mice were completely anesthetized with tiletamine / zolazepam and perfused with 0.1 M phosphate buffered saline through 4% paraformaldehyde through the heart. Mice were epidural perfused together with physiological saline and 10% formalin and saline. Brains were extracted and further fixed in 10% formalin for 24 hours before sectioning. Microtome cryostat (Microm, Walldorf, Germany) was used to cut the coronal plane (5 μm) through the hypothalamus and stain the target site of the brain with neutral red. Electrodes and probes were placed through an optical microscope based on Paxinos and Watson's brain maps.

10. 통계학적 분석 10. Statistical Analysis

분석은 통계 소프트웨어 프로그램 Prism 7.0 (GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, USA) 및 미세 투석 농도의 비 시험 t- test를 통한 행동의 양방향 분석(ANOVA)으로 수행 하였다. 주사 후 약물의 효과를 조사하기 위해, 행동 및 신경 활동 기록에 대한 일원 분산 분석 (ANOVA) 테스트가 매번 수행되었다. 모든 실험에서 P <0.05는 유의한 것으로 간주되었다. 데이터는 행동 테스트에 대한 '평균±표준 편차'(SD)와 신경 신호 및 생화학 분석에 대한 평균의 '평균±표준 오차'를 나타낸다.The analysis was performed with a statistical software program Prism 7.0 (GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, USA) and a bidirectional analysis of behavior (ANOVA) via a non-test t-test of microdialysis concentrations. To investigate the effect of the drug after injection, one-way analysis of variance (ANOVA) tests on behavioral and neurological activity records were performed each time. P <0.05 was considered significant in all experiments. Data represent 'mean ± standard deviation' (SD) for behavioral tests and 'mean ± standard error' of the mean for neuronal signals and biochemical analyses.

<결과 분석>Result Analysis

1. 통증에 대한 과민 반응의 행동 확인1. Identify the behavior of hypersensitivity to pain

CCI 유발 군(n = 20) 및 위장치료군 (n = 10)에서 신경 병성 통증에 대한 감수성을 평가하기 위하여, PWT 및 PWL을 찾는 행동 분석을 수행 하였다. 수술 후 10 일 이상 경과 후, CCI 유발군의 동측 뒷발의 PWT는 반대쪽 뒷발과 위장치료군 동물에 비해 35.66±2.85 (평균±표준 편차)에서 16.84±4.98g (반복 양방향 ANOVA, F=51.21, P=0.0001)로 유의하게 감소했다(그림 2A). 이전의 보고와 일치되게, 좌골 신경 손상을 동반 한 36-38 마리 동물은 수술 후 기계적 자극에 대한 반응으로 PWT가 감소한 것으로 나타났다.To evaluate the susceptibility to neuropathic pain in the CCI-induced group (n = 20) and gastrointestinal treatment group (n = 10), behavioral analysis was conducted to find PWT and PWL. After more than 10 days after surgery, the PWT of the ipsilateral hind paw in the CCI-induced group was 16.84 ± 4.98 g (repeat bidirectional ANOVA, F = 51.21, P =) at 35.66 ± 2.85 (mean ± standard deviation) compared to the opposite hind paw and gastrointestinal animals. 0.0001) (Figure 2A). Consistent with previous reports, 36-38 animals with sciatic nerve injury showed decreased PWT in response to postoperative mechanical stimulation.

또한 수술 후 10일 이상 처리한 동물 중, CCI 유발군 쥐의 동측 뒷발의 PWL은 반대쪽 뒷발과 허벅지 뒷다리와 비교하여 6.81±1.57에서 3.31±1.01 (반복된 양방향 ANOVA, F=65.99, P=0.0001)로 감소된 것을 확인하였다(도 2B). 중요하게도, CCI 유발된 래트의 PWT 및 PWL은 동일한 시간 동안 위장치료된 래트의 PWT 및 PWL보다 유의하게 낮았다. 위장치료된 쥐는 이 기간 동안 PWT 및 PWL에서 차이를 보이지 않았다. (도 2)In animals treated more than 10 days postoperatively, the PWL of the ipsilateral hind limb of CCI-induced rats was 6.81 ± 1.57 to 3.31 ± 1.01 (repeated bidirectional ANOVA, F = 65.99, P = 0.0001) compared to the opposite hind and thigh hind limbs. It was confirmed that the decrease to (Fig. 2B). Importantly, the PWT and PWL of CCI induced rats were significantly lower than those of gastrotreated rats for the same time. Gastrointestinal rats showed no difference in PWT and PWL during this period. (Figure 2)

2. ZI 의 생체 내 미세 투석2. In Vivo Microdialysis of ZI

신경 전달 물질 수준의 변화를 평가하기 위해 미세 투석 (microdialysis) 프로브를 CCI 처리군(n = 10) 및 위장치료군(n = 10)의 ZI에 각각 이식 하였다. 두 그룹의 쥐에서 GABA 수준을 측정한 결과, CCI 처리군은 2.31±0.61μg/L, 위장치료군은 5.38±0.43μg/L (P<0.05)로서, CCI 처리군에서 보다 유의하게 낮은 GABA 수치를 보임을 확인할 수 있었다(도 3). 글루탐산의 수준은 CCI 처리군 및 위장치료군에서 유사한 수준으로 나타났으며, 또한, CCI 처리군과 위장치료군의 세로토닌 수준은 CCI 처리군의 경우, 0.25±0.07μg/L, 위장치료군의 경우 0.46±0.05μg/L (P<0.05) 로서, CCI 처리군이 유의하게 낮은 세로토닌 수준을 보였다.To assess changes in neurotransmitter levels, microdialysis probes were implanted into ZI of CCI treated group (n = 10) and gastrointestinal treatment group (n = 10), respectively. GABA levels were measured in the two groups of rats, with 2.31 ± 0.61 μg / L in the CCI group and 5.38 ± 0.43 μg / L in the gastrointestinal group (P <0.05), which significantly lower GABA levels in the CCI group. It can be seen that (Fig. 3). Glutamic acid levels were similar in the CCI and Gastrointestinal groups, and serotonin levels in the CCI and GCI groups were 0.25 ± 0.07 μg / L for the CCI group and 0.46 ± 0.05 for the Gastrointestinal group. As μg / L (P <0.05), the CCI treated group showed significantly lower serotonin levels.

3. ZI에서 GABA 자극 주사의 움추림 역치(withdrawal thresholds)에 대한 효과3. Effects on withdrawal thresholds of GABA stimulation injections in ZI

ZI에서 GABA가 통증 조절에 미치는 영향을 조사하기 위해 CCI 처리군(n = 10) 및 위장치료군 (n = 10)의 쥐의 ZI에 2㎕의 식염수, muscimol(0.5또는 5 mmol/μL) 또는 bicuculline(0.5 또는 5μmol/μL)을 분당 0.25 μL의 속도로 미세 투석 프로브를 사용하여 미세 주입 하였다. muscimol주입량이 많을수록 동측 뒷발의 PWT (one-way ANOVA, F=3.86, P<0.05)와 PWL (일원 분산 분석, F=3.60, P <0.05)이 증가 하였지만, bicuculline의 경우, PWT 또는 PWL에 대한 영향이 없었다. (그림 4A 및 B).To investigate the effect of GABA on pain control in ZI, 2 μL of saline, muscimol (0.5 or 5 mmol / μL), or bicuculline were applied to ZI of rats of CCI treated (n = 10) and gastrointestinal treated (n = 10) rats. (0.5 or 5 μmol / μL) was microinjected using a microdialysis probe at a rate of 0.25 μL per minute. More muscimol injections resulted in increased PWT (one-way ANOVA, F = 3.86, P <0.05) and PWL (one-way ANOVA, F = 3.60, P <0.05) in the ipsilateral hind paw, but for bicuculline, PWT or PWL There was no impact. (Figures 4A and B).

4. 좌골 신경 손상 후 ZI에서의 신경 세포 활동4. Neuronal Activity in ZI After Sciatic Nerve Injury

ZI 뉴런의 출력에 좌골 신경 손상의 영향을 평가하기 위해, CCI 유발군의 ZI (n=6)와 위장치료군(n = 6) 쥐의 연결 활동을 기록했다. 표적 ZI는 관상면(도 5A)의 개략도에 도시되어있다. ZI 뉴런의 평균 발화율은 위장치료군의 쥐보다 CCI유발군에서 더 낮았다 (그림 5B). 더욱이, 자연 발화율은 위장치료군 (7.73±0.15 spikes/s, unpaired t-test, P<0.001)보다 CCI 유발군 (5.80±0.12spikes/s)에서 유의하게 낮았다. ZI의 GABA 조절이 뉴런의 활동에 미치는 영향을 분석하기 위해, muscimol또는 bicuculline으로 치료한 위장치료군 및 CCI 유발군에 대하여 자발적 발화 속도를 30 분 동안 측정하였다. 위장치료군 쥐의 발화율은 매 시간 일원분산분석(one-way ANOVA)에 기초한 대조군인 식염수 주입군에 비해 muscimol 또는 bicuculline 주입 후 유의하게 증가 하였다(도 5C, P <0.05; 표 S1). 발화율은 muscimol 주입 후 CCI유발 쥐의 기준선 이상으로 증가했다. 반면에 bicuculline의 주입 후에는 일원분산분석에 근거하여 발화율에 영향을 미치지 않았다 (그림 5D, P <0.05; 표 S1). PSTH에 의해 입증 된 바와 같이, GABA 약물 치료 후 CCI 유발군에서 발화율의 전반적인 변화를 도 5E 및 F에 나타내었다. 12마리의 쥐로부터 신경 세포 기록을 모니터링 하였다.To assess the effect of sciatic nerve injury on the output of ZI neurons, the neuronal activity of ZI (n = 6) and gastrointestinal (n = 6) rats in the CCI-induced group was recorded. The target ZI is shown in the schematic diagram of the coronal plane (FIG. 5A). The average rate of ignition of ZI neurons was lower in the CCI-induced group than in the gastrointestinal rats (Figure 5B). Moreover, spontaneous ignition rate was significantly lower in CCI-induced group (5.80 ± 0.12spikes / s) than gastrointestinal treatment group (7.73 ± 0.15 spikes / s, unpaired t-test, P <0.001). To analyze the effect of GABA regulation of ZI on neuronal activity, spontaneous firing rates were measured for 30 minutes in gastrointestinal and CCI-induced groups treated with muscimol or bicuculline. The rate of ignition of the gastrointestinal rats was significantly increased after muscimol or bicuculline injection compared to the saline infusion group, which was a control group based on one-way ANOVA every hour (FIG. 5C, P <0.05; Table S1). The rate of ignition increased above the baseline of CCI-induced mice after muscimol injection. On the other hand, after injection of bicuculline, it did not affect the rate of ignition based on one-way ANOVA (Fig. 5D, P <0.05; As demonstrated by PSTH, the overall change in firing rate in the CCI-induced group after GABA drug treatment is shown in FIGS. 5E and F. Neuronal records were monitored from 12 rats.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the appended claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 좌골 신경에 CCI (chronic constriction injury)를 유발하여 허벅지 신경이 손상된 쥐(rat) 모델 뇌의 불확정영역에, GABA 작용제인 뮤시몰 (muscimol)을 5.0 mmol/㎕ 의 농도로, 1회 2㎕로 주입하는 것을 특징으로 하는 쥐(rat)의 좌골신경통 통증 행동 감소 방법으로서,
상기 불확정영역은 GABA성 말단이 시상의 핵에서 연합 뉴런의 근위성 수상돌기를 선택적으로 자극하고, 감각적 자극에 대한 즉각적인 반응을 생성하는 것이고,
상기 좌골 신경에 CCI를 유발하여 허벅지 신경이 손상된 쥐(rat)은 PWT 및 PWL을 감소시키고, 불확정영역에서의 신경 발화율이 감소되어 쥐(rat) 모델의 자발적인 통증의 존재를 확인하는 손상된 뒷발의 비정상적인 자세, 발바닥의 반복된 떨림 현상 및 발바닥을 보호하고 핥는 행동을 나타내고,
상기 GABA 작용제인 뮤시몰(muscimol)을 주입한 이후, CCI 병변에 동측성 및 대측성의 발바닥 앞꿈치 부분에 지속적으로 증가하는 압력 (5g/s)을 가하여 기계적 자극을 주었을 때, 쥐(rat)의 동측 뒷발의 PWT와 PWL이 증가하고, 일원분산분석에서 신경 발화율이 증가하는 것을 특징으로 하는, 쥐(rat)의 좌골신경통 통증 행동 감소 방법.
Inject the GABA agonist muscimol at a concentration of 5.0 mmol / μl into a 2 µl dose in an indeterminate area of the rat model brain, which caused CCI (chronic constriction injury) to the sciatic nerve. As a method of reducing sciatica pain behavior of rat, characterized in that
The indeterminate region is where the GABA-like end selectively stimulates the proximal dendrites of associated neurons in the nucleus of the thalamus, creating an immediate response to sensory stimuli,
Rats in which the thigh nerves were damaged by inducing CCI in the sciatic nerve reduced PWT and PWL, and the neuronal ignition rate in the indeterminate region was reduced to confirm the presence of spontaneous pain in the rat model. Posture, repeated tremors of the soles of the feet and the soles of the feet to protect and lick,
After injecting the GABA agonist muscimol, the rats were treated with mechanical stimulation by applying continuously increasing pressure (5 g / s) to the ipsilateral and contralateral forefoot heel area of the CCI lesion. A method of reducing sciatica pain behavior of rats, characterized by an increase in PWT and PWL in ipsilateral hind paws and an increase in neuronal firing in one-way ANOVA.
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