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Development of low-load exercise therapy using molecular biological techniques for rheumatoid arthritis with sarcopenia

Research Project

Project/Area Number 21K11292
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

中川 周士  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30643382)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新井 祐志  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50347449)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords関節リウマチ / 低酸素
Outline of Research at the Start

本研究はRAに伴うサルコペニアに対して、分子生物学的手法を用いてHIF-1αの発現を調節し、従来よりも強力かつ安全な運動療法を開発することである。これまでの運動療法はRA患者の関節炎の状態に応じてリスクを懸念しながら運動量や強度を調節をする必要があった。本研究は運動強度を変えることなく、HIF-1αに着目し分子生物学的手法を併用した安全な運動療法をリハビリテーション治療に応用する極めて独創的な研究である。

Outline of Annual Research Achievements

関節リウマチ(rheumatoid arthritis; RA)に対する薬物治療はパラダイムシフトを迎え関節炎の寛解が得られるようになったが、依然としてサルコペニアの罹患率が高くRA患者のADL障害の大きな要因となっている。運動療法はサルコペニアに対する有効なリハビリテーション医療であるが、RA患者に対して十分なトレーニングを行うことは難しい。しかし関節リウマチ患者への適切な運動療法の方法については明らかにされていない。低酸素環境で誘導される低酸素誘導因子 (hypoxia inducible factor; HIF-1α)が関節炎モデルに与える影響について検討した。RA滑膜細胞株を用いて1%の低酸素環境で72時間まで培養した。低酸素環境でHIF-1αの遺伝子発現が経時的に増加したが,48時間以降増加しなかった。PHDの発現は72時間まで経時的に増加した。TNF-α,IL-1βおよびIL-6の発現は 1 時間で一過性に増加したが,3時間以降で定常酸素環境においたコントロールより減少した。HIF-1αの蛋白発現は一過性に増加したが,12時間以降で減少した。以上の結果から持続的な低酸素環境はin vitroで滑膜細胞に対して抗炎症効果を有することが明らかになった。次にラット関節炎モデルを用いて低酸素環境で飼育を行ったところ、定常酸素環境で飼育した群に比べて足部腫脹が優位に軽度であった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

動物関節炎モデルに対する低酸素環境の影響が明らかにすることができた。

Strategy for Future Research Activity

動物関節炎モデルに対する低酸素が作用したメカニズムについて組織学的検討を行っていく予定である

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Hypoxia with or without Treadmill Exercises Affects Slow-Twitch Muscle Atrophy and Joint Destruction in a Rat Model of Rheumatoid Arthritis2023

    • Author(s)
      Kamada Yoichiro、Arai Yuji、Toyama Shogo、Inoue Atsuo、Nakagawa Shuji、Fujii Yuta、Kaihara Kenta、Cha Ryota、Mazda Osam、Takahashi Kenji
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 11 Pages: 9761-9761

    • DOI

      10.3390/ijms24119761

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hypoxia promotes differentiation of pure cartilage from human induced pluripotent stem cells.2022

    • Author(s)
      Shimomura S, Inoue H, Arai Y, Nakagawa S, Fujii Y, Kishida T, Shin-Ya M, Ichimaru S, Tsuchida S, Mazda O, Kubo T.
    • Journal Title

      Mol Med Rep

      Volume: 26 Issue: 1 Pages: 229-229

    • DOI

      10.3892/mmr.2022.12745

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sustained Hypoxia Suppresses Joint Destruction in a Rat Model of Rheumatoid Arthritis via Negative Feedback of Hypoxia Inducible Factor-1α2021

    • Author(s)
      Kaihara Kenta、Nakagawa Shuji、Arai Yuji、Inoue Hiroaki、Tsuchida Shinji、Fujii Yuta、Kamada Yoichiro、Kishida Tsunao、Mazda Osam、Takahashi Kenji
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 8 Pages: 3898-3898

    • DOI

      10.3390/ijms22083898

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 持続的な低酸素環境によるHIF-1αの発現変化が変形性関節症および関節リウマチに及ぼす影響の検討2023

    • Author(s)
      車 龍太,中川周士,井上敦夫,新井祐志,中村 恵,貝原健太,井上裕章,松田 修,高橋謙治
    • Organizer
      第35回日本軟骨代謝学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ラット関節リウマチモデルにおける運動療法が関節軟骨に与える影響の検討2023

    • Author(s)
      中村 恵,井上敦夫,下村征史,新井祐志,中川周士,車 龍太,松田 修,高橋謙治
    • Organizer
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Sustained hypoxia suppresses the production of pro-inflammatory cytokines in rheumatoid arthritis synovial cell via negative feedback of HIF-1α2022

    • Author(s)
      Kaihara K, Nakagawa S, Inoue H, Inoue A, Arai Y, Fujii Y, Kamada Y, Cha R, Mazda O, Takahashi K
    • Organizer
      68th Annual Meeting of Orthopadic Research Society
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preventive effect of treadmill running on muscle fibrosis in slow-twitch muscle of a rat model of arthritis2022

    • Author(s)
      Kamada Y, Inoue A, Toyama S, Inoue H, Nakagawa S, Fujii Y, Kaihara K, Cha R, Arai Y, Mazda O, Takahashi K
    • Organizer
      2022 Annual Meeting of Osteoarthritis
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of muscle atrophy and fibrosis in fast and slow muscles in a rat model of arthritis2021

    • Author(s)
      Kamada Y, Toyama S, Inoue H, Nakagawa S, Fujii Y, Kaihara K, Arai Y, Mazda O, Takahashi K
    • Organizer
      2021 ORS annual meeting
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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