Research on new osteoporosis drugs using mouse vertebral fusion model

• Project/Area Number: 19K24022
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0906:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Sakamoto Ryuji 東京大学, 医学部附属病院, 特任臨床医 (20845888)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 脊椎固定術 / 骨粗鬆症 / 骨癒合 / 脊椎骨癒合モデル / 動物モデル / 脊椎

Outline of Research at the Start

脊椎固定術後の問題点として偽関節が挙げられ、中でも高齢化に伴う骨粗鬆症、および骨粗鬆症治療薬内服による代謝回転及び骨癒合への影響が懸念される。しかし、脊椎骨癒合の分子メカニズムについては未だ不明な点が多い。既存の基礎研究の問題点を克服すべく、本研究では、申請者らが独自に開発したマウスの脊椎骨癒合モデルを用い、脊椎骨癒合のメカニズムについて経時的な変化を、マイクロCTや組織学的評価などから解析し明らかにする。さらに遺伝子改変マウスを用いた詳細な分子メカニズムの解明も期待できる。過去に報告がない手法を用いることで、骨粗鬆症を合併する脊椎手術における骨癒合率の向上につなげることが可能であると考える。

Outline of Final Research Achievements

We created a relatively minimally invasive and simple spinal bone fusion model for intervertebral joint fusion using C57BL/6J mice. Postoperative bone fusion was evaluated over time, and it was confirmed by micro-CT and histological evaluation that bone fusion occurred between 8 and 12 weeks after surgery. In addition, the number and width of the trabecura decreased at 8 weeks after OVX. Based on the time series data obtained above, we are continuing to analyze the effect of the new osteoporosis drug on bone healing in the spine by administering the new osteoporosis drug to C57BL/6J mice after inducing osteoporosis by OVX and evaluating the results by micro CT and histology.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脊椎固定術は変形や不安定性を伴う様々な病態に対して広く行われている術式であり、脊
椎疾患を抱える患者のQOLを大きく改善させる。一方、術後に骨癒合せず、偽関節となって治療に難渋する例も珍しくないが、その一因として骨粗鬆症がある。近年では高齢化に伴い骨粗鬆症患者は増加しており、脊椎固定術における偽関節率の上昇も懸念される。以上のように、脊椎固定術を行うにあたり、偽関節率などの合併症を減少させQOL改善につなげるためにも骨粗鬆症治療はますます重要となってきている。本研究により、骨粗鬆症を合併する脊椎手術における骨癒合率の向上につなげることが可能であると考える。

Research Products

• [Journal Article] 腰部脊柱管狭窄症に対する低侵襲手術】Interspinous process devices(IPDs)の現状と将来 (2021)
  • Author(s): 久野木 順一, 坂本 龍司, 増田 和浩, 河村 直洋
  • Journal Title: 脊椎脊髄ジャーナル Volume: 34 Pages: 123-129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Association Between Deep Posterior Cervical Paraspinal Muscle Morphology and Clinical Features in Patients With Cervical Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament (2021)
  • Author(s): Doi Toru、Ohtomo Nozomu、Oguchi Fumihiko、Tozawa Keiichiro、Nakarai Hiroyuki、Nakajima Koji、Sakamoto Ryuji、Okamoto Naoki、Nakamoto Hideki、Kato So、Taniguchi Yuki、Matsubayashi Yoshitaka、Oka Hiroyuki、Matsudaira Ko、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
  • Journal Title: Global Spine Journal Volume: ー Issue: 1 Pages: 219256822198965-219256822198965
  • DOI: 10.1177/2192568221989655
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] モーションキャプチャーによる動作解析を用いた頸椎可動域の3次元的計測 (2020)
  • Author(s): 加藤 壯, 藤原 清香, 西坂 智佳, 牛久保 智弘, 大島 寧, 谷口 優樹, 松林 嘉孝, 岡本 直樹, 小口 史彦, 坂本 龍司, 土肥 透, 中嶋 香児, 芳賀 信彦, 田中 栄
  • Journal Title: Journal of Spine Research Volume: 11 Pages: 1101-1106
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Validity of the Japanese core outcome measures index (COMI)-neck for cervical spine surgery: a prospective cohort study (2020)
  • Author(s): Oshima Yasushi、Nagata Kosei、Nakamoto Hideki、Sakamoto Ryuji、Takeshita Yujiro、Ohtomo Nozomu、Kawamura Naohiro、Iizuka Masaaki、Ono Takashi、Nakajima Koji、Higashikawa Akiro、Yoshimoto Takahiko、Fujii Tomoko、Tanaka Sakae、Oka Hiroyuki、Matsudaira Ko
  • Journal Title: European Spine Journal Volume: 30 Issue: 2 Pages: 402-409
  • DOI: 10.1007/s00586-020-06657-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison Between the Japanese Orthopaedic Association (JOA) Score and Patient-Reported JOA (PRO-JOA) Score to Evaluate Surgical Outcomes of Degenerative Cervical Myelopathy (2020)
  • Author(s): Oshima Yasushi、Takeshita Katsushi、Kato So、Doi Toru、Matsubayashi Yoshitaka、Taniguchi Yuki、Nakajima Koji、Oguchi Fumihiko、Okamoto Naoki、Sakamoto Ryuji、Tanaka Sakae
  • Journal Title: Global Spine Journal Volume: - Issue: 5 Pages: 795-800
  • DOI: 10.1177/2192568220964167
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Risk factors for progression of ossification of the posterior longitudinal ligament in asymptomatic subjects (2020)
  • Author(s): Doi Toru、Sakamoto Ryuji、Horii Chiaki、Okamoto Naoki、Nakajima Koji、Hirai Shima、Oguchi Fumihiko、Kato So、Taniguchi Yuki、Matsubayashi Yoshitaka、Hayashi Naoto、Tanaka Sakae、Oshima Yasushi
  • Journal Title: Journal of Neurosurgery: Spine Volume: 33 Issue: 3 Pages: 316-322
  • DOI: 10.3171/2020.3.spine2082
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Validity of the Japanese Core Outcome Measures Index (COMI)-Back for thoracic and lumbar spine surgery: a prospective cohort study (2019)
  • Author(s): Nagata Kosei、Oshima Yasushi、Nakamoto Hideki、Sakamoto Ryuji、Ohtomo Nozomu、Izuka Masaaki、Nakajima Koji、Yoshimoto Takahiko、Fujii Tomoko、Matsudaira Ko、Tanaka Sakae、Oka Hiroyuki
  • Journal Title: European Spine Journal Volume: Online ahead of print Issue: 6 Pages: 1435-1444
  • DOI: 10.1007/s00586-019-06249-x
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 後頭骨環椎関節奇形を伴った21トリソミーの上位頚髄障害の一例 (2020)
  • Author(s): 坂本龍司, 大島寧, 他
  • Organizer: 第696回関東整形災害外科学会月例会
• [Presentation] 脊椎内視鏡手術の術後巨大血腫の1例 (2019)
  • Author(s): 坂本龍司, 大島寧, 他
  • Organizer: 第26回JPSTSS
• [Remarks] 東京大学医学部附属病院 整形外科
  • URL: http://www.u-tokyo-ortho.jp/
• [Remarks] 東京大学医学部附属病院 整形外科・脊椎外科
  • URL: http://www.u-tokyo-ortho.jp/