Elucidation of factors contributing to the inhibition of osteoarthritis progression by improving mechanical loading and search for new treatment methods

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03053
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Matsuda Shuichi 京都大学, 医学研究科, 教授 (40294938)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 宣 公益財団法人大原記念倉敷中央医療機構(臨床医学研究所 臨床医学研究開発部), クリニカルサイエンスリサーチグループ, 研究員 (70397537) ; 西谷 江平 京都大学, 医学研究科, 助教 (70782407)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 変形性関節症 / 手術 / マクロファージ / 炎症 / サイトカイン / アライメント

Outline of Final Research Achievements

We investigated changes in the biological environment in the knee joint before and one year after high tibial osteotomy (HTO) for osteoarthritis. Microarray analysis indicated a decrease in inflammation-related genes and a change in macrophage polarity from M1 to M2 after HTO. Realtime PCR and histological immunostaining confirmed a decrease in inflammatory cytokines and a change in polarity to M2 macrophages. The mechanism of this change was that HTO provided appropriate alignment which brought reduction of cartilage debris, suppression of inflammation in synovium, and change in macrophage polarity. Moreover, residual varus alignment after HTO was associated with prolonged intra-articular inflammation. This means that appropriate alignment after HTO is important.

Free Research Field

整形外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで変形性膝関節症において、関節内炎症が改善可能であるのか未知であった。本研究により膝関節のアライメントを適正化することにより、関節内の炎症が可逆的であることが初めて明らかになった。現時点で変形性関節症に対して、病状の進行を止める薬剤は存在せず、一度変形性関節症を発症すると徐々に進行するのみである。本研究によりHTOによるアライメントの適正化が、変形性膝関節症の寛解を目指せる可能性のある治療であることが確認された。変形性膝関節症は患者数が非常に多く、健康寿命に大きく影響する疾患であるため、本研究はその治療に対する有意義な発見であり、大きな社会的意義を持つと考えられる。