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Functional degradation mechanism of lubrication mechanism of articular cartilage based on joint instability

Research Project

Project/Area Number 20K19417
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionSaitama Prefectural University

Principal Investigator

Murata Kenji  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 助教 (30792056)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords変形性膝関節症 / 関節不安定性 / ヒアルロン酸 / 関節軟骨 / 軟骨細胞 / メカニカルストレス / 細胞膜機械受容イオンチャネル / ルブリシン
Outline of Research at the Start

運動が軟骨代謝制御において重要な役割を果たしていることは明らかであるが、運動強度や運動量ではなく、関節の安定性・不安定性という「運動の質」に着目した新たな視点の研究である。関節内に生じている関節不安定性がメカニカルストレスとして探知され、分子生物学的情報に変換されるメカノトランスダクションが生じていることを証明し、再生医療等におけるリハビリテーション指針の一助となることを目指す

Outline of Final Research Achievements

Joint instability is associated with various joint conditions, including osteoarthritis (OA) and inflammation, and we developed a model that determines the role of knee instability. The present study showed that joint instability exacerbated articular cartilage degeneration and decreased HA and GAGs protein expression in the synovial membrane . Stable joints are pivotal for synovial membrane and cartilage stability. Moreover, synovitis induced by joint instability can be inhibited by using a TGF-β1 inhibitor. Our results also showed that the effects of TGF-β1 inhibitors on joints may suppress synovial inflammation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

身体にとって、”硬いが悪い”というわけではなく、適切な硬さが我々の関節には求められる機能である。この適切な硬さが靭帯の損傷やホルモンバランス、加齢によって保てなくなった場合、関節には炎症や疼痛などのネガティブな影響が出現する可能性がある。そのような場合、膝関節の不安定を抑制するために装具療法が効果を発揮することも、我々のシステマティックレビューから明らかにしている。
現在、これまでの成果をもとに、ヒトの軟骨変性過程に類似する新たな変形性膝関節症モデルを作成している。このモデルの軟骨組織のシークエンス解析を進めており、軟骨組織に対する機械的ストレスの影響をより具体的に示すことを目標としている。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Effects of exercise therapy on joint instability in patients with osteoarthritis of the knee: A systematic review2020

    • Author(s)
      Kawabata S., Murata K., Nakao K., Sonoo M., Morishita Y., Oka Y., Kubota K., Kuroo A., Kita S., Nakagaki S., Arakawa K., Kokubun T., Kanemura N.
    • Journal Title

      Osteoarthritis and Cartilage Open

      Volume: 4 Issue: 4 Pages: 100114-100114

    • DOI

      10.1016/j.ocarto.2020.100114

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Excessive mechanical stress enhances mechanical stress sensitivity of cartilage through the mechanosensitive ion channel PIEZO22023

    • Author(s)
      Sora Kawabata, Takuma Kojima, Kazuki Takeshita, Hidenobu Terada, Chiharu Takasu, Naohiko Kanemura, Kenji Murata
    • Organizer
      Osteoarthritis Research Society International 2023 World Congress
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel model that increases mechanical stress on articular cartilage without invasiveness into the joint2023

    • Author(s)
      Sora Kawabata, Takuma Kojima, Hidenobu Terada, Chiharu Takasu, Naohiko Kanemura, Kenji Murata
    • Organizer
      Osteoarthritis Research Society International 2023 World Congress
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of piezo2 channel for stretch response in chondrocytes2023

    • Author(s)
      Kenji Murata, Takuma Kojima, Sora Kawabata, Kenta Sone, Yuichiro Oka, Chiharu Takasu, Hidenobu Terada, Naohiko Kanemur
    • Organizer
      Osteoarthritis Research Society International 2023 World Congress
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 変形性膝関節症患者における関節不安定性に寄与する身体的特徴2022

    • Author(s)
      川端空, 藤原秀平, 喜多俊介, 加納拓馬, 山際美紀, 熊谷雄基, 松本拓也, 片桐将, 萩台保之, 庄野仁美, 小泉弘明, 村田健児
    • Organizer
      第30回埼玉県理学療法学会, 埼玉
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 変形性膝関節症患者における股関節・足関節の関節可動域の調査2022

    • Author(s)
      藤原秀平, 喜多俊介, 加納拓馬, 山際美紀, 熊谷雄基, 松本拓也, 片桐将, 萩台保之, 庄野仁美, 川端空, 小泉弘明, 村田健児
    • Organizer
      第30回埼玉県理学療法学会, 埼玉
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 装具療法が変形性膝関節症患者の関節不安定性に及ぼす影響-システマティック・レビューによる検討-2022

    • Author(s)
      榊田拓真, 喜多俊介, 川端空, 村田健児
    • Organizer
      第30回埼玉県理学療法学会, 埼玉
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Suppression of tibia anterior instability after anterior cruciate ligament injury prevents muscular atrophy factors2022

    • Author(s)
      Kenji Murata, Yuuichiro Oka,Takuma Kano, Takanori Kokubun, Naohiko Kanemura
    • Organizer
      Orthopaedic Research Society (ORS) Annual Meeting 2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 関節不安定性の制動における滑膜の炎症性サイトカインを抑制効果について2021

    • Author(s)
      村田健児, 岡優一郎, 加納拓馬, 森下佑里, 黒尾彩, 荒川航平, 中垣澄香, 小曽根海知, 峯岸雄基, 国分貴徳, 金村尚彦
    • Organizer
      第29回埼玉県理学療法学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 変形性膝関節症患者の関節不安定性に着目した運動療法の効果-システマティック・レビューによる検討2021

    • Author(s)
      川端空, 中尾幸暉, 村田健児, 森下佑里, 園尾萌香, 喜多俊 介, 久保田圭介, 岡優一郎, 黒尾彩, 金村尚彦,国分貴徳
    • Organizer
      第29回埼玉県理学療法学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Controlling joint instability after anterior cruciate ligament transection inhibits the transforming growth factor-beta-mediated osteophyte formation2020

    • Author(s)
      K Murata, Y OKa, K Onitsuka, T Kokubun, A Nakajima, K Arakawa, S Nakagaki, N Kenamura
    • Organizer
      Osteoarthritis Research Society International 2020 World Congress
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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