Fusion Errorによる筋痛の慢性化

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K11580
• Research Institution: Tohoku Fukushi University
• Principal Investigator: 土谷 昌広 東北福祉大学, 健康科学部, 准教授 (60372322)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神崎 展 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (10272262) ; 渡邉 誠 東北福祉大学, 総合福祉学部, 教授 (80091768) ; 萩原 嘉廣 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (90436139)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 顎関節症 / 慢性筋痛 / 好中球

Outline of Annual Research Achievements

顎関節症に伴う慢性筋痛の多くは索状硬結の存在を特徴とするが，その発症メカニズムは不明であり，治療法も未だ確立されていない．我々は運動後回復期における免疫系細胞の重要性が報告している．そこで，慢性筋痛の新規治療開発を目的として，マウス咬筋部の疲労回復，および治癒過程における好中球の役割と賦活化のメカニズムについて明らかとする．マウス（Balb/cマウス，オス，5週齢）を用い，その咬筋部に咀嚼様運動に伴う筋疲労を誘導し，組織内における好中球やマクロファージの動態について検討した．その後，マクロファージ欠損により，筋疲労の回復遅延が生じることを明らかとする
リポゾーム封入クロドロネート（Clo-Lip）の静脈内投与（0.2ml/mouse）により24時間～4日目まで組織内のMφが枯渇する．Clo-Lip投与の結果，マウスの咀嚼様運動の活動量は有意に減少を示した．加えて，主要な筋組織由来サイトカインであるIL-1βの発現量の有意な低下を示した．これらのことから，軽度な筋組織外傷といえる筋疲労時において，Mφには筋機能を維持する機能があり，疲労回復過程において必須な存在であることが証明された．
次にIL-1欠損マウス（IL1KO）を用いて，筋の活動量について我々の咀嚼様運動を負荷するモデルを用いて検討を行った．その結果，IL-1KOの咀嚼様運動量の有意な低下を認めた．くわえて，IL-6の発現量の低下も認められた．IL-6は筋の糖代謝を制御する重要な分子であることが知られれており，以上のことから，Mφにより発現するIL-1がIL-6を介して，筋活動量を維持するうえで重要な働きを示す可能性が推察された．以上のことからも，我々の結果はMφの筋機能維持における機能的役割を示す所見であることが明らかである．

Current Status of Research Progress

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

Reason

抗Gr-1（Ly6G/C）抗体投与による好中球枯渇マウスの結果が研究初年度である，平成28年度に順調に示され，来年度はそれらの結果の分子レベルでの解析を進める予定である．本年度に示された，くわえて、IL-1欠損マウスにおける糖代謝障害と易疲労性を示す筋活動量の減少は本研究の仮説を裏付ける上で非常に重要な所見である．当初の研究計画では研究発表は次年度であったが，順調に結果が得られたことにより平成29年度中に，日本補綴歯科学会・総会にてポスター発表を行う予定である．このことからも，研究計画と比較しても概ね良好な進行具合を示すものと考えられる．

Strategy for Future Research Activity

再発性が高く，完治が難しいとされる慢性筋痛の治療法を確立するうえで，そのメカニズムの解明は必須である．本研究の結果から示される，筋組織治癒過程における好中球の役割やIL-6を介した好中球の機能賦活化といった所見は，慢性筋痛の発症メカニズム解明の一助となるだけで無く，免疫療法を基盤とした新規治療法に直結するものである．以上の点を目的とした研究を遂行する場合，次年度の研究計画にIL-6の上流分子であるIL-1欠損マウスを用いた解析を加える必要がある．今後，今までに得たサンプルを用いて，筋障害時時からの回復過程における組織学的，分子生物学的変化に付いて検討を進める予定である．

Causes of Carryover

マウスの使用数が予定よりも若干少なかったために残額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

来年度の実験の進行具合による不確定な部分が伴うものの、動物や試薬代として使用予定に組み込まれており、課題遂行のために問題無く使用される予定である。

Research Products

• [Journal Article] Excessive Game Playing Is Associated with Poor Toothbrushing Behavior among Athletic Children: A Cross-Sectional Study in Miyagi, Japan. (2017)
  • Author(s): Tsuchiya M, Momma H, Sekiguchi T, Kuroki K, Kanazawa K, Watanabe M, Hagiwara Y, Nagatomi R.
  • Journal Title: Tohoku J Exp Med. Volume: 241 Pages: 131-138
  • DOI: 10.1620/tjem.241.131.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Living status, economic hardship and sleep disturbance were associated with subjective shoulder pain in survivors of the Great East Japan Earthquake: A cross sectional study. (2017)
  • Author(s): Hagiwara Y, Sekiguchi T, Yabe Y, Sugawara Y, Watanabe T, Kanazawa K, Koide M, Itaya N, Tsuchiya M, Tsuji I, Itoi E.
  • Journal Title: J Orthop Sci. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: doi: 10.1016/j.jos.2016.12.027.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Inflammatory Effects of Nitrogen-Containing Bisphosphonates (N-BPs): Modulation by Non-N-BPs. (2017)
  • Author(s): Shima K, Tsuchiya M, Oizumi T, Takano-Yamamoto T, Sugawara S, Endo Y.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: 40 Pages: 25-33
  • DOI: 10.1248/bpb.b16-00521.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Transfer of the bone morphogenetic protein 4 gene into rat periodontal ligament by in vivo electroporation. (2017)
  • Author(s): Tsuchiya S, Chiba M, Kishimoto KN, Nakamura H, Tsuchiya M, Hayashi H.
  • Journal Title: Arch Oral Biol. Volume: 74 Pages: 123-132
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2016.11.013.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Influence of living environment and subjective economic hardship on new-onset of low back pain for survivors of the Great East Japan Earthquake. (2017)
  • Author(s): Yabe Y, Hagiwara Y, Sekiguchi T, Sugawara Y, Sato M, Kanazawa K, Koide M, Itaya N, Tsuchiya M, Tsuji I, Itoi E.
  • Journal Title: J Orthop Sci. Volume: 22 Pages: 43-49
  • DOI: 10.1016/j.jos.2016.11.003.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Youth baseball players with elbow and shoulder pain have both low back and knee pain: a cross-sectional study. (2016)
  • Author(s): Sekiguchi T, Hagiwara Y, Momma H, Tsuchiya M, Kuroki K, Kanazawa K, Yabe Y, Koide M, Itaya N, Itoi E, Nagatomi R.
  • Journal Title: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effects of methylphenidate on the impairment of spontaneous alternation behavior in mice intermittently deprived of REM sleep. (2016)
  • Author(s): Niijima-Yaoita F, Nagasawa Y, Tsuchiya M, Arai Y, Tadano T, Tan-No K.
  • Journal Title: Neurochem Int. Volume: 100 Pages: 128-137
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2016.09.010.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Strategy against the Osteonecrosis of the Jaw Associated with Nitrogen-Containing Bisphosphonates (N-BPs): Attempts to Replace N-BPs with the Non-N-BP Etidronate. (2016)
  • Author(s): Oizumi T, Yamaguchi K, Sato K, Takahashi M, Yoshimura G, Otsuru H, Tsuchiya M, Hagiwara Y, Itoi E, Sugawara S, Takahashi T, Endo Y.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: 39 Pages: 1549-1554
  • DOI: 10.1248/bpb.b16-00041.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Bisphosphonates Clodronate and Etidronate Exert Analgesic Effects by Acting on Glutamate- and/or ATP-Related Pain Transmission Pathways. (2016)
  • Author(s): Shima K, Nemoto W, Tsuchiya M, Tan-No K, Takano-Yamamoto T, Sugawara S, Endo Y.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: 39 Pages: 770-777
  • DOI: 10.1248/bpb.b15-00882.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Phosphonocarboxylates Can Protect Mice against the Inflammatory and Necrotic Side Effects of Nitrogen-Containing Bisphosphonates by Inhibiting Their Entry into Cells via Phosphate Transporters. (2016)
  • Author(s): Kiyama T, Tsuchiya M, Okada S, Oizumi T, Yamaguchi K, Sasaki K, Sugawara S, Endo Y.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: 39 Pages: 712-720
  • DOI: 10.1248/bpb.b15-00770.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Analgesic Effects of 1st Generation Anti-histamines in Mice. (2016)
  • Author(s): Takahashi M, Shima K, Tsuchiya M, Hagiwara Y, Mizoguchi H, Sakurada S, Sugawara S, Fujita T, Tadano T, Watanabe M, Fukumoto S, Endo Y.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: 39 Pages: 620-624
  • DOI: 10.1248/bpb.b15-00755.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Influence of living environments and working status on low back pain for survivors of the Great East Japan Earthquake. (2016)
  • Author(s): Hagiwara Y, Yabe Y, Sugawara Y, Sato M, Watanabe T, Kanazawa K, Sonofuchi K, Koide M, Sekiguchi T, Tsuchiya M, Tsuji I, Itoi E.
  • Journal Title: J Orthop Sci. Volume: 21 Pages: 138-142
  • DOI: 10.1016/j.jos.2015.12.015.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Decreased elastic fibers and increased proteoglycans in the ligamentum flavum of patients with lumbar spinal canal stenosis. (2016)
  • Author(s): Yabe Y, Hagiwara Y, Tsuchiya M, Honda M, Hatori K, Sonofuchi K, Kanazawa K, Koide M, Sekiguchi T, Itaya N, Itoi E.
  • Journal Title: J Orthop Res. Volume: 34 Pages: 1241-1247
  • DOI: 10.1002/jor.23130.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 腰部脊柱管狭窄症の肥厚した黄色靭帯における弾性線維とプロテオグリカンの解析． (2016)
  • Author(s): 矢部裕、萩原嘉廣、土谷昌広、本田雅人、金澤憲治、小出将志、関口拓矢、板谷信行、井樋栄二．
  • Organizer: 第31回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡市博多区）
  • Year and Date: 2016-10-13 – 2016-10-14
• [Presentation] 廃用萎縮・脂肪変性した筋組織中の筋・脂肪前駆細胞の分化能の評価． (2016)
  • Author(s): 小出将志、矢部裕、萩原嘉廣、土谷昌広、本田雅人、金澤憲治、関口拓矢、板谷信行、井樋栄二．
  • Organizer: 第31回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡市博多区）
  • Year and Date: 2016-10-13 – 2016-10-14
• [Presentation] 介護福祉領域における歯科衛生士の連携に関する研究． (2016)
  • Author(s): 渡部芳彦、秋山（若生）利津子、小林淑子、田中英子、片桐美由紀、岸さやか、堀越省子、渡部千代、人見早苗、土谷昌広
  • Organizer: 日本歯科衛生学会第11回学術大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県広島市）
  • Year and Date: 2016-09-17 – 2016-09-19
• [Presentation] 東日本大震災被災者における歯周病と不眠症の関連． (2016)
  • Author(s): 土谷昌広，萩原嘉廣，渡部芳彦，渡邉誠．
  • Organizer: 日本補綴歯科学会第125回学術大会．
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2016-07-08 – 2016-07-10
• [Presentation] Expression of umami taste-related genes in the tongue: a pilot study for genetic taste diagnosis. (2016)
  • Author(s): Noriaki Shoji*, Shizuko Satoh-Kuriwada, Masahiro Tsuchiya, Hisayuki Uneyama, Misako Kawai, and Takashi Sasano
  • Organizer: 17th International symposium on olfaction and Taste.
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama (Yokohama)
  • Year and Date: 2016-06-05 – 2016-06-09
  • Int'l Joint Research / Invited