Contribution of antioxidants to regeneration of rotator cuff insertion
| Project/Area Number |
22K16720
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
古賀 有希久 順天堂大学, 医学部, 非常勤助教 (00912908)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 肩 / 酸化ストレス / 腱骨付着部 / 腱板 |
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| Outline of Research at the Start |
肩腱板断裂に対する手術療法である腱板修復術は、再断裂率が高い。そのため腱板修復部再生を促進する事が重要であるが、断裂の原因が変性を基盤とするため効果的な促進方法がないのが現状であるが、申請者らはこれまで動物実験、臨床実験において腱板変性の要因は酸化ストレスでありこれが再断裂の増悪因子である事を明らかにしてきた。そこで本研究はまず動物腱板修復モデルを用いて酸化ストレス制御により修復部再生を促進できるかを検証し、次に腱板修復手術を行う患者に対して抗酸化剤投与する事により再断裂を低下させ手術成績を向上させたかを調べる。これらの実験から本疾患の新規治療薬開発への突破口にする事で国民の健康に寄与したい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度はラット腱板修復モデルを用い、N-アセチルシステイン(NAC)やVitamin C(VC)といった抗酸化剤による酸化ストレスの軽減が腱板修復部に与える影響を解析するため12週SDラット48匹を用いて、棘下筋を断裂させ1週後に修復する腱板修復モデルを作製し、3群に分けNAC(NAC群)、VC(VC群)、蒸留水(control群)を飲水させ修復術後3・6・12週後のHE/ toluidine blue染色より組織学的評価を、活性酸素を検出するDihydroethidium(DHE)輝度とカルボニル化蛋白より酸化ストレスの評価を行った。また抗酸化酵素であるSuperoxide Dismutase(SOD)1、SOD2、SOD3、peroxiredoxin(PRDX)5、腱骨癒合に関連する酵素としてCOL1、COL3、MMP1、MMP3、MMP13を対象にPCR法によるmRNA発現とSOD活性を測定した。また引張試験機にて腱骨付着部の引張強度を測定し3群間で比較した。結果は組織学的評価にて、chondrocytesは修復3週後のVC群と6週後のNAC群、VC群で、fibrocartilageは6週後のVC群で、collagen fiberは6週後のNAC、VC群で有意に増加したDHE輝度は3、6週後のNAC群、VC群で有意に低下しカルボニル化蛋白濃度は6週後のNAC、VC群で有意に減少した。mRNA発現に関しては、3週後のVC群でSOD1が、6週後のNAC群でPRDX5が有意に上昇した。SOD活性は3週後のVC群で有意に増加したが、引張強度は3群間に有意差は認めなかった。ここまでの結果を本年度日本整形外科学会、日本整形外科基礎学会のシンポジウムで発表し、日本肩関節学会の高岸直人賞を受賞した。さらに、 Am J Sports Medに投稿しアクセプトされた。
しかし、今回の研究で抗酸化剤を用いて引張強度を強くするまでに至らなかったため、現在臨床でも使用されている上腕二頭筋腱をプレス加工し腱板上に移植する技術と抗酸化剤の内服を併用した実験を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
動物実験で得られた結果を本年度ヒトを対象にした実験に移行する予定であったが、動物実験にて抗酸化剤のみでは引張強度の差までは出すことが出来なかったため、さらに動物実験で検討を本年度も行うため。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在臨床でも使用されている上腕二頭筋腱をプレス加工するCuffmendを腱板上に移植する技術が昨年度から国内でも臨床応用されているため、cuffmendとNACやVCの抗酸化剤の内服の併用により腱板修復後の引張強度まで高める事が出来るかの動物実験を進めている。
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Report
(2 results)
Research Products
(24 results)
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[Presentation] toigawa Y, Uehara H, Tsurukami H, Koga A, Morikawa D, Hatae F, Maezawa K, Ishijima M. Antioxidants Reduce Oxidative Stress and Accelerate Tendon-to-Bone Healing after rotator cuff repair2024
Author(s)
Itoigawa Y, Uehara H, Tsurukami H, Koga A, Morikawa D, Hatae F, Maezawa K, Ishijima M
Organizer
AAOS Annual Meeting
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