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Neural and molecular mechanisms underlying delayed onset muscle soreness and its physical therapy

Research Project

Project/Area Number 19H03987
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionNiigata University of Health and Welfare

Principal Investigator

Taguchi Toru  新潟医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (90464156)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
Keywords遅発性筋痛 / 痛み / 筋・筋膜性疼痛 / 侵害受容 / 理学療法 / TRPチャネル / 酸感受性イオンチャネル / 筋 / 侵害受容器 / 脊髄後角ニューロン / 筋膜
Outline of Research at the Start

遅発性筋痛は運動後に遅れて生じ、数日間持続する骨格筋の痛みである。本研究ではその仕組みの一端を神経レベルで解き明かし、原因となる物質的基盤を明らかにする。その研究成果を遅発性筋痛の治療や予防法の確立に役立て、患者や高齢者の運動習慣の改善やスポーツ選手の競技パフォーマンスの向上に繋げる。

Outline of Final Research Achievements

In the present stduy, we tried to elucidate the molecular and peripheral neural mechanisms of delayed onset muscle soreness (i.e., muscle pain after exercise or DOMS). Electrophysiological analysis revealed that mechanical responses of A-delta fibers in the muscle, as well as C-fibers, were facilitated, and that acid-sensing ion channel 3 expressed in the thin-fiber receptor terminals contributed to the nociceptive sensitization in a rat model of DOMS. In addition, we demonstrated the involvement of transient receptor potential ankyrin 1 in the model. We further established human model of DOMS in the thoracolumbar area using wide and precise topographic mapping of pressure pain threshold of paraspinal muscles. These findings are important not only in clinical practice, but also in basic sciences, for the treatment and prevention of DOMS.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

遅発性筋痛(いわゆる運動後の筋肉痛)は誰もが経験のある身近な痛みであり、患者・高齢者・労働者・アスリートなど、多くの人々の日常動作や運動習慣を制限する。そのため、超高齢化の中で健康長寿を目指す本邦において、とりわけ重要な社会的課題である。本研究では遅発性筋痛のメカニズムの一端を神経・分子レベルで解明することができた。また、脊柱起立筋への伸張性収縮負荷による広範囲かつ体系的な圧痛閾値ヒートマップの作製により、ヒト腰部筋の遅発性筋痛モデルを確立した。これらの成果は遅発性筋痛の基礎・臨床に役立ち、その創薬や予防法の確立に繋がる有用な知見であると期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (96 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 5 results) Presentation (77 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 6 results) Book (3 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Nociceptive chemical hypersensitivity in the spinal cord of a rat reserpine-induced fibromyalgia model2022

    • Author(s)
      Ejiri Yuto、Uta Daisuke、Ota Hiroki、Mizumura Kazue、Taguchi Toru
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: - Pages: 87-94

    • DOI

      10.1016/j.neures.2022.03.005

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  • [Journal Article] Responses of cutaneous C-fiber afferents and spinal microglia after hindlimb cast immobilization in rats2021

    • Author(s)
      Ota Hiroki、Takebe Haruna、Mizumura Kazue、Taguchi Toru
    • Journal Title

      The Journal of Physiological Sciences

      Volume: 71 Issue: 1 Pages: 19-19

    • DOI

      10.1186/s12576-021-00803-3

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reply from Shiori Murase, Kimiko Kobayashi, Teruaki Nasu, Chiaki Kihara, Toru Taguchi and Kazue Mizumura2021

    • Author(s)
      Murase Shiori、Kobayashi Kimiko、Nasu Teruaki、Kihara Chiaki、Taguchi Toru、Mizumura Kazue
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

      Volume: 599 Issue: 17 Pages: 4227-4229

    • DOI

      10.1113/jp281903

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  • [Journal Article] Neuronal Sensitization and Synaptic Facilitation in the Superficial Dorsal Horn of a Rat Reserpine-induced Pain Model2021

    • Author(s)
      Uta Daisuke、Tsuboshima Katsuyuki、Nishijo Hisao、Mizumura Kazue、Taguchi Toru
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 479 Pages: 125

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2021.10.010

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  • [Journal Article] Synergistic interaction of nerve growth factor and glial cell-line derived neurotrophic factor in muscular mechanical hyperalgesia in rats2021

    • Author(s)
      Shiori Murase, Kimiko Kobayashi, Teruaki Nasu, Chiaki Kihara, Toru Taguchi, and Kazue Mizumura.
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

      Volume: 599 Issue: 6 Pages: 1783-1798

    • DOI

      10.1113/jp280683

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    • Author(s)
      Miyahara K, Nishimaru H, Matsumoto J, Setogawa T, Taguchi T, Ono T, Nishijo H.
    • Journal Title

      Frontiers in Pain Research

      Volume: 2 Pages: 627860-627860

    • DOI

      10.3389/fpain.2021.627860

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    • Author(s)
      Tsuboshima K, Urakawa S, Takamoto K, Taguchi T, Matsuda T, Sakai S, Mizumura K, Ono T, Nishijo H.
    • Journal Title

      J Appl Physiol (1985)

      Volume: 128 Issue: 2 Pages: 296

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00355.2019

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      Wakatsuki K, Takeda-Uchimura Y, Matsubara T, Nasu T, Mizumura K, Taguchi T
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: - Pages: 22-30

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.12.015

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      Matsubara Takanori、Hayashi Koei、Wakatsuki Koji、Abe Masahiro、Ozaki Noriyuki、Yamanaka Akihiro、Mizumura Kazue、Taguchi Toru
    • Journal Title

      European Journal of Pain

      Volume: 23 Issue: 10 Pages: 1801-1813

    • DOI

      10.1002/ejp.1454

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    • Author(s)
      Shimodaira T, Mikoshiba S, Taguchi T
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 14 Issue: 11 Pages: e0224809-e0224809

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0224809

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  • [Journal Article] 線維筋痛症. 1ページ講座:理学療法関連用語~正しい意味がわかりますか?2019

    • Author(s)
      田口徹
    • Journal Title

      理学療法ジャーナル

      Volume: 53 Pages: 389-389

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  • [Journal Article] 線維筋痛症について教えてください. ペイン・リハ実践:コモン・ディジーズQ&A. 特集:実践!ペイン・リハ:慢性疼痛治療の変革2019

    • Author(s)
      田口徹
    • Journal Title

      Modern Physician

      Volume: 39 Pages: 589-591

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  • [Presentation] 筋・筋膜性疼痛の特徴とメカニズム2021

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      田口徹
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      Taguchi T, Ota H, Takebe H
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      Ota H, Washizawa L, Hayashi K, Katanosaka Y, Katanosaka K, Kashio M, Tominaga M, Taguchi T, Mizumura K
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      田口徹
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      Ota H, Washizawa L, Hayashi K, Katanosaka Y, Katanosaka K, Kashio M, Tominaga M, Taguchi T, Mizumura K
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      The 4th International TRP Meeting (TRP2021)
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      井上創太, 太田大樹, 田口徹
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      花田亘平, 太田大樹, 田口徹
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      井上創太, 太田大樹, 田口徹
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      太田大樹, 田口徹
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      田口徹, 太田大樹
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      第14回日本運動器疼痛学会
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      太田大樹, 大井理史, 片野坂公明, 田口徹
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      第43回日本疼痛学会
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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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