2020 Fiscal Year Research-status Report
Inflammatory transformation of myofibers via neutrophil fusion - Elucidation of the onset mechanism of chronic myalgia-
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19K10229
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
土谷 昌広 東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (60372322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神崎 展 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (10272262)
萩原 嘉廣 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (90436139)
四釜 洋介 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 口腔疾患研究部, 室長 (10588908)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 顎関節症 / 好中球 / 慢性疼痛 / 筋衛星細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
顎関節症に伴う慢性筋痛の多くは筋・筋膜性疼痛疾患(MPS)と同様の症状を含み，異常な線維性構造（索状硬結）の存在と遷延化した炎症性サイトカイン産生を特徴とする．しかしながら，その発症メカニズムは不明であり，治療法も確立されていない．運動後の筋の超回復では細胞融合/取り込みが活発化し，障害（壊死）細胞をも取り込むことが報告されている．本研究ではその現象に着目し，運動後に浸潤する好中球の取込み（細胞融合のエラー）が炎症性筋線維の形質転換に繋がることを明らかとすることを目的として行う．
これまで①運動時の筋結合織内への好中球遊走とIL-1産生、および②炎症性サイトカインIL-1の筋衛星細胞（筋の幹細胞）の増殖/分化の誘導能について示してきた．本年度、①についてはマウス（Balb/cマウス，オス，5週齢）を用い，反復電気刺激に伴う筋性疼痛を誘導し，筋膜内における好中球の動態について検討を行い、２光子顕微鏡によるライブイメージングを行った．好中球の分子マーカーであるGr-1に対する蛍光標識抗体を用い、筋膜-筋線維境界部を焦点とした形態学的検討を行った．その後，SYTOX投与（細胞外DNA標識蛍光色素）により，筋膜に特徴的に好中球浸潤とその細胞死が生じることを明らかとした。②については筋衛星細胞の培養モデルにより、増殖/分化に対する電気刺激収縮の作用について検討を行った。以上の結果から，筋組織外傷における疼痛発現時において，好中球による炎症反応を誘導・維持する機能によって悪化し、その作用は好中球の細胞死、特にNETosisを介している可能性が示された．
好中球は主要な組織炎症・疼痛性疾患における働きが知られる一方で、筋性疼痛過程における生理的な意義については不明な点が多かったが、我々の結果は筋性疼痛における好中球の活性化を示す所見であることが明らかである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
好中球による筋膜リモデリング機構への関与を示す結果が本年度に順調に示され、Journal of Anatomyに論文が掲載される運びとなった。令和３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，好中球欠損マウスにおける筋性疼痛の緩和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論文投稿は次年度であったが，順調に結果が得られたことにより令和３年度中に，日本整形外科学会・総会にて口頭にて研究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非常に良好な進行具合を示すものと考えられる．また、前採択課題の結果と組み合わせ、好中球による筋性疼痛発現に関する論文を投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
Journal of Anatomyに掲載された論文を更に進める形で、咀嚼様運動モデルを用いて、令和２年度に得られた結果を口腔機能に当てはめ、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，好中球欠損マウスにおける筋性疼痛の改善を示す結果は本研究の仮説を裏付ける上で非常に重要な所見であり，複数の痛みモデルで確認、裏付ける作業は研究結果の再現性という意味でも非常に重要なカギを握る．当初の研究計画では論文投稿をする予定で
である．日本疼痛学会や日本整形外科学会などで研究発表を行い、今後の方向性を得ることが重要と考えられる．
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| Causes of Carryover |
コロナの影響で実験休止期間があり、その分が次年度に繰り越しとなった。余剰分は動物実験に回し、計画上の遅延分の実験を遂行し、研究実施予定に合わせるように努める。
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Research Products
(14 results)
