2021 Fiscal Year Research-status Report
早期変形性膝関節症の病態解析：半月板逸脱・骨棘・ヒアルロン分解の病態とその関連
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18K09082
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
石島 旨章 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (70365576)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 変形性膝関節症 / 軟骨摩耗 / 骨棘 / 半月板逸脱 / ヒアルロン酸 / 軟骨下骨 / 滑膜炎 / 骨髄異常陰影 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、変形性膝関節症(膝OA)についての我々の過去の研究成果をふまえ、主に骨棘と内側半月板逸脱（MME）、そしてヒアルロン酸(HA)分解の機序について、基礎及び臨床の両面から行うことで、膝OAの早期の病態機序解明を目指している。
[1] 歩行速度と関連する膝OA病変：移動機能維持は、健康寿命延伸の実現には必須の課題である。膝OAの有病率は極めて高く、高齢者の膝OA変化は移動機能と密接に関連する。高齢者の歩行機能は、移動機能の指標のみならず、寿命の指標の一つである。そこで、高齢者の歩行速度と関連するMRI上の膝OA構造変化は、関節軟骨病変や軟骨下骨病変、滑膜炎や半月板損傷などではなく、MMEであることを明らかにした。
[2] MMEと脛骨骨棘幅の関連：本学スポートロジーセンターにおいて展開中の高齢者住民コホート・文京ヘルススタディー(BHS)のデータを用い、我々が過去に示した「MMEの程度は、脛骨近位内側の骨棘幅と密接に関連する」というエビデンスが広く一般的に認められることを示した。1,000名を超える対象者のT2マッピングMRI撮影は困難であるため、PDWI MRI像にて骨棘の正確な評価が可能であり、さらにMMEをほぼ全例に認め、MMEは脛骨近位内側骨棘幅と関連しかつ高い一致率を示すことを示した。
[3] 新規HA分解酵素・HYBIDの膝OA早期の機能解析：新規HA分解酵素のHYBIDの遺伝子欠損マウス(Hybid-KO)に膝OAを誘導し、Hybid-KOでは野生型と比較し膝関節内のHA低分子化が抑制され、膝OA進行が遅延した。さらに、野生型の膝OA誘導モデルへの高分子HA関節内投与により、膝OA進行が遅延した。以上より、膝OA早期の病態としてのHA分解には、既知のHYAL2/CD44やHYAL1に加え、HYBIDが重要な役割を担うことを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記の如く、2021(R3)年度には、[1]から[3]まですべての研究のサブテーマを順調に進めることができた。そして、本研究を立案するに至った「早期膝OAの機序」についての仮説について、それに矛盾することなく、さらにその仮説の信憑性を高めるに足りるデータを取得することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は、早期膝OAの進行因子としての内側半月板逸脱(MME)と骨棘の関連性を検討する臨床研究と、膝OA早期の変化としての骨棘の形成過程及び軟骨変性過程についての基礎研究からなる。
臨床研究では、膝OAの早期から初期の変化を起こすリスク因子として、MMEと骨棘の関連性を示すことが大きな目標である。これには、2022年度には本学スポートロジーセンターにて進めている大規模コホート研究・文京ヘルススタディー(BHS)のデータを用いて、高齢者の大部分が初期膝OAを呈し、MMEが脛骨内側骨棘幅と密接し、かつMMEへ脛骨骨棘幅と高い一致率を呈することを示す。これにより、今後膝OAの早期の段階における診断と治療の実現に向けて、骨棘とMMEに注目し、かつその制御法を開発することの重要性の認知度を高めていく。
さらには、すでに取得済である米国・NIHによる大規模住民コホートOsteoarthritis Initiative(OAI)のデータを用いて、膝OA早期から初期でのMMEと脛骨骨棘幅の関連が、全世界的にも一般的に認められる現象であることを示す。しかし、6000名を超えるOAIデータの中でも、発症前の早期膝OAのデータの抽出を行うことは容易ではない。この課題については、共同研究者のスウェーデン・Lund大学のEnglund博士からすでに本件についての情報提供を受けているため、解析を進められるものと考えている。
基礎研究では、膝OA早期の重要な病変である骨棘の形成機序解明を進める。新規ヒアルロン酸分解因子であるHybidについて、Hybid遺伝子欠損マウスを用いたさらなる解析とともに、膝OA関節の骨棘と関節軟骨組織のプロテオミクス解析と、骨棘と関節軟骨細胞のスフェロイド（凝集体）による解析を進める。
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| Causes of Carryover |
2021(R3)年度は、上述の如く、大きくは臨床研究と基礎研究の2本立てからなる本計画において、概ね順調に計画を進めることができた。しかし、新型コロナウィルス感染症の影響を受け、ほぼすべての学会がweb上での開催となったことをうけ、出張費を中心に次年度（2022年度）に繰越手続きを行った。
2022(R4)年度は、当初の計画通り基礎及び臨床研究を進める。
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[Journal Article] Medial meniscus extrusion as a determinant for the gait speed in patients with knee osteoarthritis2021
Author(s)
Arita H, Ishijima M, Kaneko H, Ishibashi M, Sadatsuki R, Liu L, Hada S, Kinoshita M, Aoki T, Negishi Y, Momoeda M, Adeli A, Kubota M, Okada Y, Kaneko K
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Journal Title
Osteoarthr Cartil Open
Volume: 3
Pages: 100176
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Are structural abnormalities on knee MRI associated with osteophyte development? Data from the Osteoarthritis Initiative.2021
Author(s)
Snoeker BAM, Ishijima M, Kumm J, Zhang F, Turkiewicz AT, Englund M, Snoeker BAM, Ishijima M, Kumm J, Zhang F, Turkiewicz AT, Englund M
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Journal Title
Osteoarthritis Cartilage.
Volume: 29
Pages: 1701-1708
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The immature olatelet fraction affects the efficacy of platelet rich plasma therapy for knee osteoarthritis2021
Author(s)
Uchino S, Saita Y, Wada A, Kobayashi Y, Wakayama T, Nishio H, Fukusato S, Momoi Y, Nakajima R, Ikeda H, Ishijima M
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Journal Title
Reg Ther
Volume: 18
Pages: 176-181
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Deletion of Hybid (hyaluronan-binding protein involved in hyaluronan depolymerization) results in attenuation of osteoarthritis in mice2021
Author(s)
Momoeda M, de Vega S, Kaneko H, Yoshinaga C, Shimoda M, Nakamura T, Endo Y, Yoshida H, Kaneko K, Ishijima M, Okada Y
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Journal Title
Am J Pathol. 2021
Volume: 191
Pages: 1986-1998
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Insulin resistance and muscle weakness are synergistic risk factors for silent lacunar infarcts: the Bunkyo Health Study2021
Author(s)
Someya Y, Tamura Y, Kaga H, Sugimoto D, Kadowaki S, Suzuki R, Aoki S, Hattori H, Motoi Y, Shimada K, Daida H, Ishijima M, Kaneko K, Nojiri S, Watada H, Kawamori R
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 11
Pages: 21093
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Associations of exercise habits in adolescence and old age with risk of osteoporosis in older adults: The Bunkyo Health Study2021
Author(s)
Otsuka H, Tabata H, Shi H, Kaga H, Someya Y, Abulaiti A, Naito H, Umemura F, Kakehi S, Ishijima M, Kawamori R, Watada H, Tamura Y
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Journal Title
J Clin Med
Volume: 10
Pages: 5968
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Medial meniscus extrusion is more strongly associated with tibial osteophyte width than the femur in osteoarthritis of the knee2021
Author(s)
Yoshifumi Negishi, Haruka Kaneko, Takako Aoki, Lizu Liu, Masahiro Momoeda, Adili Arepati, Xiang Ji, Hui Huang, Jun Tomura, Suguru Wakana, Yuki Someya, Yoshifumi Tamura, Yoshitaka Watada, Ryuzo Kawamori, Muneaki Ishijima
Organizer
OARSI (Osteoarthritis Research Society International) 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Association between medial and anterior meniscal extrusion and knee pain in primary stage of knee osteoarthritis2021
Author(s)
Masahiro Momoeda, Haruka Kaneko, Takako Aoki, Lizu Liu, Yoshifumi Negishi, Adili Arepati, Xiang Ji, Hui Huang, Jun Tomura, Suguru Wakana, Yuki Someya, Yoshifumi Tamura, Yoshitaka Watada, Ryuzo Kawamori, Muneaki Ishijima
Organizer
OARSI (Osteoarthritis Research Society International) 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Walking speed is associated with MRI-detected structural changes of the knee osteoarthritis in healthy elderlies -The Bunkyo Health Study-2021
Author(s)
Jun Tomura, Haruka Kaneko, Yoshifumi Negishi, Takako Aoki, Lizu Liu, Masahiro Momoeda, Adili Arepati, Suguru Wakana, Yuki Someya, Yoshifumi Tamura, Ryuzo Kawamori, Muneaki Ishijima
Organizer
OARSI (Osteoarthritis Research Society International) 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Motility of healthy elderlies with knee pain are impaired in compasiron to that of those without knee pain -The Bunkyo Health Study-2021
Author(s)
Suguru Wakana, Haruka Kaneko, Yoshihumi Negish, Takako Aoki, Lizu Liu, Masahiro Momoeda, Arepati Adiri, Jun Tohmura, Yuki Someya, Yoshihumi Tamura, Ryuzo Kawamori, Muneaki Ishijima
Organizer
OARSI (Osteoarthritis Research Society International) 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Association between MRI-detected osteophyte formation and bone mineral density in elderlies- A cross-sectional analysis using a population-based cohort study “the Bunkyo Health Study”2021
Author(s)
Lizu Liu, Haruka Kaneko, Takako Aoki, Yoshifumi Negishi, Masahiro Momoeda, Suguru Wakana, Jun Tomura, Yuki Someya, Yoshifumi Tamura, Hirotaka Watada, Ryuzo Kawamori, Muneaki Ishijima
Organizer
OARSI (Osteoarthritis Research Society International) 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] Meniscus is extruded not only medially but also anteriorly and radial displaced meniscus is associated with cartilage destruction in knee osteoarthritis2021
Author(s)
Adili Arepati, Haruka Kaneko, Yoshifumi Negishi, Lizu Liu, Takako Aoki, Masahiro Momoeda, Suguru Wakana, Jun Tomura, Yuki Someya, Yoshifumi Tamura, Yoshitaka Watada, Ryuzo Kawamori, Muneaki Ishijima
Organizer
OARSI (Osteoarthritis Research Society International) 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] 早期膝OAのバイオマーカー2021
Author(s)
石島旨章, 金子晴香, 根岸義文, 有田均, 劉立足, 青木孝子, 百枝雅裕, アルパティ アディリ, 東村潤, 若菜傑, 田村好史, 岡田保典
Organizer
第94回日本整形外科学会学術総会 シンポジウム
Invited
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[Presentation] 変形性膝関節症における内側半月板逸脱は大腿骨よりも脛骨骨棘幅とより強く関連する -文京ヘルススタディー2021
Author(s)
根岸義文, 金子晴香, 青木孝子, 劉立足, 百枝雅裕, アルパティ アディリ, 東村潤, 若菜傑, 田村好史, 河盛隆造 ,金子和夫, 石島旨章
Organizer
第94回日本整形外科学会学術総会
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[Presentation] 健常高齢者のロコモ度3と変形性膝関節症性との関連 -文京ヘルススタディー-2021
Author(s)
若菜傑, 金子晴香, 根岸義文, 青木孝子, 劉立足, 百枝雅裕, アルパティ アディリ, 東村潤, 染谷由季, 田村好史, 河盛隆造, 石島旨章
Organizer
第94回日本整形外科学会学術総会
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[Presentation] 初期初期変形性膝関節症における内側及び前方への半月板逸脱と痛みの関連変形性膝関節症における内側及び前方への半月板逸脱と痛みの関連2021
Author(s)
百枝雅裕, 金子晴香, 根岸義文, 青木孝子, 劉立1, アルパティー・アディリ, 東村潤, 若菜傑, 染谷由季, 田村好史, 綿田裕孝, 石島旨章
Organizer
第94回日本整形外科学会学術総会
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[Presentation] 変形性膝関節症における半月板逸脱は内側のみでなく前方にも発生し軟骨摩耗と関連する2021
Author(s)
アルパティ アディリ, 金子晴香, 根岸義文, 青木孝子, 劉立足, 百枝雅裕, 東村潤, 若菜傑, 染谷由季, 田村好史, 河盛隆造, 石島旨章
Organizer
第94回日本整形外科学会学術総会
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[Presentation] 膝関節の軟骨下脆弱性骨折(SIFK)における半月板逸脱と骨棘の関連2021
Author(s)
金子晴香, 根岸義文, 百枝雅裕, 吉田圭一, 東村潤, 若菜傑, 劉立足, アルパティ アディリ, 齋田良知, 久保田光昭 , 石島旨章
Organizer
第13回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会(JOSKAS)
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[Presentation] 変形性膝関節症に伴う半月板断裂のリスクは単純X線上の内側脛骨骨棘幅から推定できる2021
Author(s)
根岸義文, 金子晴香, 青木孝子, 劉立足,百枝雅裕, アルパティ アディリ, 東村潤, 若菜傑, 田村好史, 河盛隆造 ,石島旨章
Organizer
第13回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会(JOSKAS)
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[Presentation] 健常高齢者の歩行速度は変形性膝関節症性構造変化と関連する -文京ヘルススタディー-2021
Author(s)
東村潤, 金子晴香, 根岸義文, 青木孝子, 劉立足 ,百枝雅裕, アルパティ アディリ, 若菜傑, 染谷由季, 田村好史, 石島旨章
Organizer
第13回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会(JOSKAS)
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[Presentation] 初期変形性膝関節症における内側半月板逸脱と血中リン濃度の関連 -文京ヘルススタディー2021
Author(s)
有田均, 金子晴香, 若菜傑, 根岸義文, 劉立足, 青木孝子, 百枝雅裕, 東村潤, 染谷由希, 田村好史, 石島旨章
Organizer
第13回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会(JOSKAS)
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[Presentation] 内側半月板逸脱は高齢者の膝痛のリスク因子である 文京ヘルススタディー（BHS）2021
Author(s)
Arepati Adili, 黄輝, 金子晴香, 青木孝子, 根岸義文, 劉立足, 百枝雅裕, 東村潤, 若菜傑, 吉田圭一, 小林慶司, 久保田光昭, 田村好史, 石島旨章
Organizer
第49回日本関節病学会
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[Presentation] 膝関節の軟骨下骨脆弱性骨折(Subchondral insuffi ciency fracture of the knee joint: SIFK)と関節裂隙狭小化の経時変化2021
Author(s)
金子晴香, 劉立足, アルパティ アディリ, 東村潤, 若菜傑, 根岸義文, 百枝雅裕, 青木孝子, 小林慶司, 吉田圭一, 久保田光昭, 石島旨章
Organizer
第49回日本関節病学会
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