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Post-Injury management strengthens conservatively healed Anterior Cruciate Ligament in the knee

Research Project

Project/Area Number 22K11372
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 InstitutionSaitama Prefectural University

Principal Investigator

Takayanagi Kiyomi  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 客員教授 (20274061)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金村 尚彦  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 教授 (20379895)
村田 健児  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (30792056)
森下 佑里  東京家政大学, 健康科学部, 講師 (60880440)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords前十字靱帯 / 保存療法 / 固定 / 伸張ストレス / 前十字靭帯 / 自然治癒 / メカニカルストレス / 炎症反応 / 膝前十字靭帯 / 力学強度
Outline of Research at the Start

膝関節前十字靭帯(ACL)は自然治癒しないため、外科的再建術が選択される。我々は治癒しないとされてきたACL保存療法を確立するために動物を利用した基礎研究やACL保存療法によって生じるとされる二次的な障害予防について知見を積み上げてきた。しかし、ACL断裂の保存療法が整形外科領域において一つの選択肢となり得るためには、さらなる強度の改善が必要不可欠である。我々はこれまでの研究結果から靭帯強度に影響する要因として、治癒過程における靭帯線維芽細胞に対するメカニカルストレス、すなわち伸張ストレスに着目し、ACL保存療法がACL断裂後の治療における一つの選択肢となり得るための治癒靭帯の強靭化に挑む。

Outline of Final Research Achievements

In conservative treatment of the anterior cruciate ligament (ACL), appropriate joint immobilization during the acute phase is critical for enhancing the strength of the healing ligament. In support of this, an animal model study demonstrated that two weeks of knee joint immobilization using Kirschner wires in a spontaneously healing ACL model resulted in improved mechanical strength of the ligament compared to the non-immobilized group, along with increased expression of collagen types I and III. Furthermore, RNA sequencing revealed that immobilization promoted the expression of genes associated with tissue remodeling. These findings suggest that acute-phase immobilization, by stabilizing joint instability and suppressing excessive inflammatory responses in fibroblasts, contributes to the reinforcement of healing ligaments during conservative ACL therapy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

前十字靱帯(ACL)は、これまで自然治癒しないとされてきたが、我々は適切な急性期管理によりACLが治癒し得ることを明らかにした。治癒した靱帯は健常組織と比較して強度が劣るが、早期の固定により組織損傷とそれに伴う細胞機能の破綻を抑制し、靱帯強度の回復が可能となる。本研究は、固定が細胞・組織レベルで修復を促す仕組みを解明し、手術が困難な症例や保存療法の選択において、変形性関節症(OA)予防に資する補助的治療戦略となり得る学術的意義を有する。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2025 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Fibrosis of the infrapatellar fat pad induces gradual cartilage degeneration in a rat model2025

    • Author(s)
      Terada Hidenobu、Kojima Takuma、Takasu Chiharu、Kawabata Sora、Shimada Naoki、Nihei Kota、Takayanagi Kiyomi、Kanemura Naohiko、Murata Kenji
    • Journal Title

      Tissue and Cell

      Volume: 95 Pages: 102851-102851

    • DOI

      10.1016/j.tice.2025.102851

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cell Migration Ability of Rat Anterior Cruciate Ligament-derived Fibroblasts is Enhanced by Co-culture with Infrapatellar Fat Pad2024

    • Author(s)
      寺田 秀伸、小島 拓真、高須 千晴、川端 空、二瓶 孝太、高柳 清美、金村 尚彦、村田 健児
    • Journal Title

      Journal of Physical Therapy Fundamentals

      Volume: 27 Issue: 1 Pages: 16-24

    • DOI

      10.24780/jjptf.JJPTF_2023-08

    • ISSN
      2436-6382
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of Stretch Stress on Anterior Cruciate Ligament Cells to Improve Self-Healing Ligament Strength2023

    • Author(s)
      Chiharu Takasu, Hidenobu Terada, Takuma Kojima, Sora Kawabata, Takuma Kano, Yuri Morishita, Naohiko Kanemura, Kenji Murata, Kiyomi Takayanagi
    • Organizer
      ORS 2023 Annual Meeting - Orthopaedic Research Society
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of infrapatellar fat pad fibrosis on the mechanical properties of the anterior cruciate ligament2023

    • Author(s)
      Hidenobu Terada, Chiharu Takasu, Takuma Kojima, Sora Kawabata, Takuma Kano, Kiyomi Takayanagi, Naohiko Kanemura, Kenji Murata
    • Organizer
      ORS 2023 Annual Meeting - Orthopaedic Research Society
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 膝蓋下脂肪体が前十字靭帯由来線維芽細胞の遺伝子発現に及ぼす影響 -膝蓋下脂肪体の線維化に着目して-2023

    • Author(s)
      寺田秀伸, 川端空, 小島拓真, 高須千晴, 押田竜河, 竹下和希, 眞下葵, 金村尚彦, 村田健児, 高栁清美
    • Organizer
      第31回 埼玉県理学療法学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 膝蓋下脂肪体との共培養が前十字靭帯由来線維芽細胞の靭帯治癒関連指標に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      寺田秀伸, 小島拓真, 高須千晴, 川端空, 森下侑里, 峯岸雄基, 加納拓馬, 金村尚彦, 村田健児, 髙栁清美
    • Organizer
      第27回 日本基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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