廃用性筋萎縮からの回復でおこる炎症に対する効果的治療法開発に向けた基礎研究

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K01488
• Research Institution: Kansai University of Welfare Sciences
• Principal Investigator: 廣島 玲子 関西福祉科学大学, 保健医療学部, 准教授 (40404777)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山路 純子 (田代純子) 関西福祉科学大学, 健康福祉学部, 教授 (40340559) ; 森 禎章 関西福祉科学大学, 保健医療学部, 名誉教授 (70268192)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 廃用性筋萎縮 / 回復過程 / 炎症反応 / ミオシン重鎖アイソフォーム / 炎症性サイトカイン / リハビリテーション

Outline of Annual Research Achievements

廃用性筋萎縮は医療臨床現場では頻繁に起こり、リハビリテーション分野では筋萎縮からの回復は重要課題となる。先行研究で廃用性筋萎縮を発症した骨格筋は脆弱となり自己体重を負荷するだけで筋損傷が起こり、そこから炎症反応が惹起され、その後回復過程へと進んでいくことが明らかになった。本研究は、廃用性筋萎縮が原因で起こる損傷や炎症が回復過程に及ぼす影響について筋細胞レベル、分子レベル、遺伝子レベルで詳細に分析し、またその回復過程において医療現場で用いられるリハビリテーション治療法介入の効果やその効率について検討することを目的とする。
研究方法として、Wistar系雄ラットを使用し下肢にギプス固定を施し、ヒラメ筋に廃用性筋萎縮を発生させる。2週後ギプス固定を解放し、ラットは再びケージ内を自由に動くことができる。ギプス固定解放直後に抗炎症剤をラットヒラメ筋に注射し、その後の回復過程を3、7、14日後に検討する注射群と、抗炎症剤注射なしで自然治癒3，7，14日後の対照群を比較・検討する。本実験指標として、ミオシン重鎖アイソフォーム3種(MHC-Ⅰβ、MHC-Ⅱa、MHC-Ⅱb)、炎症性サイトカイン3種(IL-6、IL-1、TNF-α)のmRNA遺伝子およびタンパク質レベルでの発現量を分析する。
本実験では主として炎症実験(抗炎症剤投与による影響の検討)を実施し、廃用性筋萎縮からの早期回復段階で起こる炎症の程度やメカニズム解明への足掛かりを検証する。その後、炎症実験の結果を踏まえ数種のリハビリテーション治療法を介入しそれらの効果や効率性について比較・検討する。本研究結果を基に、どのような治療方法が最も有効か、またそれら治療介入の開始時期や期間の最適化などを臨床現場に提案していく。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

世界中で新型コロナウイルス感染拡大が起こりその感染防止のため所属大学(関西福祉科学大学)による動物実験の中断を余儀なくされ、その後一部は再開の許可はでたものの、実験動物の搬入や動物実験の全面再開にはいまだ至っておらず、現状として研究の実験進捗は非常に遅れている。また、当初購入した試薬なども有効期限が迫り、新しいものを購入せざる得ない、または研究計画の変更を余儀なくされる状況となっている。

Strategy for Future Research Activity

所属大学(関西福祉科学大学)での動物実験再開の許可がおり、実験環境が整い次第、本研究実験を再開する予定である。
まず、実験前半の炎症実験として、実験動物を使用して廃用性筋萎縮を発症させ、抗炎症剤を注入し炎症実験を再開する。本実験指標としている、ミオシン重鎖アイソフォーム3種および炎症性サイトカイン3種のmRNA分析用プライマーとタンパク質分析用抗体の選定を急ぎ、分析を再開する。筋組織レベルでの分析として組織染色を検討していたが、所属大学での設備や人力不足が考えられるため、現在は外注オプションの検討、または実験の一部分省略を検討している。
当初R2年度で本研究終了予定であったが上記理由で延長し、R5年度が本研究の最終年となる。現在まだ日本はコロナウイルス禍での影響が残り、完全に以前の状態に復旧していないものもあり、現状を考えると実験後半に予定される治療介入実験はかなり縮小される可能性がある。
本研究の前半実験結果から、抗炎症剤の有無による炎症反応の程度の違い、薬剤とリハビリテーション治療法併用の効果や効率性について検討する。最終目標として、廃用性筋萎縮からの回復過程における炎症メカニズムの解明、その回復過程でどのような治療方法が効果的で、いつからどの程度の期間治療介入を実施するのが最適なのかなどを検討し、国内外での学会発表や研究論文投稿を通して、臨床現場に提案していく。

Causes of Carryover

（理由）先行研究結果から、本実験手順の見直し、使用薬剤・機器の再考、分子生物学的解析技術のリサーチなど実験精度を高めるための詳細を再確認しながら実験を進めている。R2年2月より新型コロナウイルス感染拡大のため、所属大学(関西福祉科学大学)より動物実験の中断を余儀なくされ、その後一部は再開の許可が出たものの全面再開には至っておらず、現状として研究進捗状況は著しく遅れている。薬剤や使用期限のあるものは極力購入を控え、実験で使用する機器や器具も手に入りにくい状態が続いているため、研究費の支出は控えられ最終年度であるR5年度へと使用額が生じている。
(使用計画)R5年度は本研究の最終年となるため、実験に使用する薬剤および器具全般の購入、特にリアルタイムPCR分析に使用するプライマー、タンパク質分析のためのwestern blottingに使用する抗体、薬剤、不足機器の購入、筋組織免疫染色を専門業者に外注依頼するための費用などの大きな支出が予定される。また、実験動物専用の治療機器の購入も予定している。