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Leptin-mediated inflammation and pain pathway following rotator cuff tear

Research Project

Project/Area Number 21K16716
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

Tazawa Ryo  北里大学, 医学部, 助教 (30749883)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsレプチン / 腱板断裂 / 炎症性サイトカイン / 軸索伸長制御因子 / Leptin / コレステロール / 肩峰下滑液包 / 疼痛
Outline of Research at the Start

腱板断裂は60歳以上の約30%に生じるが、その疼痛機序は明らかになっていない。腱板断裂による肩関節痛は患者の生活の質、日常生活動作を著しく低下させるため、疼痛機序解明は重要である。腱板断裂におけるレプチンを介した疼痛機序を明らかにすべく1.ラット腱板断裂モデルを用いてレプチンと疼痛との関連性を検討する。手術時に腱板断裂患者から臨床検体を用いて、2.肩峰下滑液包におけるレプチン発現と疼痛、疼痛関連因子、炎症性サイトカインとの関連性、3.レプチンによる炎症、疼痛関連因子制御機構の解明を行う。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to elucidate the dynamics of leptin and its involvement in pain associated with rotator cuff tears. Using aging and high-fat diet (HFD) rat models, we investigated the expression dynamics of leptin in rotator cuff tissue. In aging rats, leptin expression peaked in middle age and remained elevated in old age. In HFD rats, while serum leptin levels increased, there was no significant difference in leptin expression in the rotator cuff tissue between the HFD and normal diet (ND) groups. However, RNA analysis revealed the activation of the adipocytokine signaling pathway. In the rotator cuff tear model, leptin and Netrin-1 (Ntn1) expression significantly increased on day 14 post-tear. These results suggest that leptin may be involved in pain through the mediation of Ntn1. Thus, targeting leptin and Ntn1 could lead to the development of new pain relief treatments.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、腱板断裂後の疼痛メカニズムにおけるレプチンの役割を明らかにし、その結果として新たな疼痛緩和治療法の開発に寄与する可能性を示した点で学術的意義がある。特に、レプチンとNetrin-1の発現動態の関連性を明らかにしたことで、疼痛メカニズムの理解が深化し、将来的な研究における新たな標的が明らかになった。社会的意義としては、超高齢社会において増加する腱板断裂患者の生活の質向上に貢献できる点が挙げられる。本研究の成果を基に、新しい治療法が開発されれば、肩痛に苦しむ多くの患者に対する効果的な治療手段が提供され、医療費の削減や労働力の維持・向上にも寄与することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Mild inflammation persists in the glenohumeral joint of patients with shoulder instability: Cross-sectional study2022

    • Author(s)
      Muneshige K, Kenmoku T, Uchida K, Aredt-Nielsen L, Tazawa R, Nakawaki M, Satoh M, Inoue G, Takaso M.
    • Journal Title

      Osteoarthr Cartil Open

      Volume: 4 Issue: 2 Pages: 100241-100241

    • DOI

      10.1016/j.ocarto.2022.100241

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Increased nerve growth factor expression in the synovial tissues of patients with rotator cuff tears2021

    • Author(s)
      Tazawa Ryo、Kenmoku Tomonori、Uchida Kentaro、Arendt-Nielsen Lars、Nagura Naoshige、Nakawaki Mitsufumi、Matsumoto Toshihide、Inoue Gen、Takeuchi Hiroto、Jimbo Takenori、Nakazawa Toshiyuki、Fukuda Michinari、Takaso Masashi
    • Journal Title

      Molecular Pain

      Volume: 17

    • DOI

      10.1177/17448069211021252

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increasing transforming growth factor-beta concentrations with age decrease apelin in the rat rotator cuff2021

    • Author(s)
      Tazawa R, Uchida K, Kenmoku T, Nakawaki M, Muneshige K, Ishii D, Inoue G, Takaso M
    • Journal Title

      J Orthop Surg Res

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 539-539

    • DOI

      10.1186/s13018-021-02675-0

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 腱板断裂性関節症患者の滑膜組織においてMMP-3, CTGF発現が上昇する2023

    • Author(s)
      田澤 諒, 内田 健太郎, 見目 智紀, 松本 光圭, 石井 大輔, 井上 宏介, 大貫 裕子, 井上 玄, 高相 晶士
    • Organizer
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高コレステロール血症患者では肩関節内滑膜組織におけるADATMS5、MMP-1の発現が亢進している2022

    • Author(s)
      内田健太郎、見目智紀、田澤 諒、松本光圭、井上宏介、石井大輔、大貫裕子、井上 玄、高相晶士
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 加齢に伴う腱板TGF-β産生上昇は腱板組織内におけるLeptin発現を誘導する2022

    • Author(s)
      田澤 諒、内田健太郎、見目智紀、中脇充章、石井大輔、松本光圭、井上宏介、大貫裕子、井上 玄、高相晶士
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 加齢に伴う腱板TGF-β産生上昇は抗酸化関連遺伝子の発現を低下させる2021

    • Author(s)
      田澤 諒, 内田 健太郎, 見目 智紀, 中脇 充章, 宗重 響子, 石井 大輔, 大貫 裕子, 井上 玄, 高相 晶士
    • Organizer
      第36回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 腱板断裂患者の滑膜組織におけるNGF発現と疼痛の関連性2021

    • Author(s)
      田澤 諒, 見目 智紀, 内田 健太郎, 名倉 直重, 中脇 充章, 宗重 響子, 石井 大輔, 大貫 裕子, 井上 玄, 高相 晶士
    • Organizer
      第36回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 腱板断裂患者の滑膜組織におけるNGF発現は疼痛と関連する2021

    • Author(s)
      田澤 諒、見目 智紀、名倉 直重、中脇 充章、宗重 響子、井上 宏介、松本 光圭、石井 大輔、髙相 晶士
    • Organizer
      第48回日本肩関節学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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