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2023 Fiscal Year Annual Research Report

マクロファージの制御機構から変形性膝関節症に対する運動療法の疼痛軽減効果を探る

Research Project

Project/Area Number 22H03455
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

坂本 淳哉  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 准教授 (20584080)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 沖田 実  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 教授 (50244091)
佐々木 遼  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 客員研究員 (90908568)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Keywords変形性膝関節症 / 運動療法 / 疼痛軽減効果 / マクロファージ / 軟骨下骨 / 破骨細胞 / 神経成長因子
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,変形性膝関節症(膝OA)に対する運動療法の疼痛軽減効果の機序解明を目的としており,特に,滑膜炎の主役をなすマクロファージの制御機構ならびに軟骨下骨の病態に焦点を当てている.2023年度は,膝OAの痛みの一病態とされる軟骨下骨における破骨細胞およびNGFの動態に着目して,筋収縮運動の効果検証を進めた.具体的には,モノヨード酢酸をラットの右膝関節腔内に投与することでラット膝OAモデルを作成し,その2週後(進行期OAに該当)および4週後(末期OAに該当)から3週間継続して電気刺激誘発性筋収縮運動を負荷した.そして,痛みの行動学的評価として患部の圧痛閾値(痛覚感受性),患肢荷重率(荷重時痛),歩行時の立脚期率・遊脚期率(歩行時痛)を評価した.また,実験期間終了後には脛骨近位端の軟骨下骨を関心領域として,単位面積あたりの破骨細胞数ならびに神経成長因子(NGF)陽性細胞数を組織化学的・免疫組織化学的手法を用いて評価した.その結果,膝OA惹起後に筋収縮運動を負荷した群では前述したすべての痛みの行動学的評価の指標において有意な改善が認められた.また,軟骨下骨における破骨細胞数およびNGF陽性細胞数について,いずれも筋収縮運動を負荷した群では有意な減少が認められた.先行研究では,膝OAの進行に伴って軟骨下骨では破骨細胞が活性化・増加することでNGFの発現が増加し,このような変化が荷重時痛や歩行時痛の病態として考えられている.つまり,本研究の結果は,筋収縮運動を負荷すると軟骨下骨における破骨細胞数やNGFの発現が減少することで荷重時痛や歩行時痛などが軽減できることを示唆しているといえ,このようなメカニズムが運動療法による疼痛軽減効果に関与しているものと推察される.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

軟骨下骨における痛みの病態に対する運動療法の効果検証については概ね予定通りに進行している.しかし,運動療法による滑膜におけるマクロファージの制御機構については当初予定していた分子機構の解明が進展しておらず,この点において研究全体の進捗状況としてはやや遅れている.

Strategy for Future Research Activity

2024年度においては,特に,マクロファージの制御機構について分子生物学的検索を中心として進める予定としている.また,これまでの研究成果から筋収縮運動によって特異的に発現する生理活性物質が滑膜におけるマクロファージを制御している可能性を見出しており,2024年においてはこの点についても検討を進めることで,運動療法の疼痛軽減効果に関する生物学的根拠の確立を進める予定としている.

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Regular walking exercise prior to knee osteoarthritis reduces joint pain in an animal model.2023

    • Author(s)
      Sakamoto J, Miyahara S, Motokawa S, Takahashi A, Sasaki R, Honda Y, Okita M
    • Journal Title

      PLoS One.

      Volume: 18 Pages: e0289765

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0289765

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 変形性膝関節症に対する疼痛軽減効果を得るために必要な運動の要素の検討ー変形性膝関節症モデルラットを用いた基礎的検討2023

    • Author(s)
      福山りか子,小川祥広,佐々木遼,本川智子,本田祐一郎,坂本淳哉,沖田 実
    • Organizer
      第27回日本ペインリハビリテーション学会学術大会
  • [Presentation] 電気刺激誘発性筋収縮運動がラット末期変形性膝関節症の軟骨下骨の破骨細胞の動態におよぼす影響2023

    • Author(s)
      本川智子,坂本淳哉,佐々木遼,本田祐一郎,沖田 実
    • Organizer
      第16回日本運動器疼痛学会
  • [Presentation] 低強度筋収縮運動はラット変形性膝関節症モデルの軟骨下骨における破骨細胞の増加を抑制する2023

    • Author(s)
      本川智子,坂本淳哉,佐々木遼,本田祐一郎,沖田 実
    • Organizer
      第45回日本疼痛学会
  • [Presentation] ペインクリニックにおけるリハビリテーション2023

    • Author(s)
      坂本淳哉
    • Organizer
      日本ペインクリニック学会第57回学術集会
  • [Presentation] 運動療法による疼痛軽減効果の末梢機序ー変形性膝関節症モデルを用いた検証ー2023

    • Author(s)
      坂本淳哉
    • Organizer
      第7回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • Invited
  • [Remarks] 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科 運動障害リハビリテーション学研究室

    • URL

      http://www2.am.nagasaki-u.ac.jp/pt/basic_pt/article.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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