effect of rehabilitation using mechanical stimuli on articular cartilage and chondrocyte

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25242055
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 黒木 裕士 京都大学, 医学研究科, 教授 (20170110)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 明良 京都大学, 医学研究科, 助教 (50762134) ; 秋山 治彦 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60402830) ; 青山 朋樹 京都大学, 医学研究科, 准教授 (90378886)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: リハビリテーション / 関節軟骨 / 軟骨細胞 / 物理的刺激

Outline of Annual Research Achievements

関節軟骨には再生能力がないため軟骨損傷を放置すると自然治癒せずに変性が進み、やがて変形性関節症に至ってしまう。そのため種々の関節軟骨治療法が検討されており、そのひとつに物理的刺激を加えるリハビリテーションがある。この物理的刺激を加えるリハビリテーションを研究する目的で、動物モデルおよび軟骨細胞を用い、以下の研究を行った。
ラットの変形性膝関節症モデルおよび関節軟骨損傷モデルを作った。このラットに対し、①荷重・免荷を行う研究、および②トレッドミル走行負荷を与える研究を行った。また③軟骨細胞に対する温熱刺激の影響に関する研究を実施した。②のトレッドミル走行負荷を与える研究では、bone-marrow mesenchymal stromal cellの関節内注入を行い、その後の運動介入、物理刺激介入が及ぼす影響を組織学的に評価した。またDigiGait小動物用歩行システムおよび小動物用三次元動作解析システムを用いた解析法を検討した。③軟骨細胞に対する温熱刺激の影響に関する研究では、摂氏３２度、３７度、および４１度の３種類の温度で刺激し、タイプIおよびタイプIIコラーゲン、アグリカンのｍＲＮＡ発現の比較を行った。
これらの研究に関連する研究資料収集のため、および得られた研究成果を発表するため、国内外の学会等に出席した。また国内外の大学等において研究資料を収集した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Induction of osteoarthritis by injecting monosodium iodoacetate into the patellofemoral joint of an experimental rat model (2018)
  • Author(s): Takahashi I, Matsuzaki T, Kuroki H, Hoso M.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 13 Pages: e0196625
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0196625
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pathohistological investigation of osteochondral tissue obtained during total knee arthroplasty after osteochondral autologous transfer: a case report (2017)
  • Author(s): Tanima-Nagai M, Harada H, Aoyama T, Yamaguchi S, Ito A, Tajino J, Iijima H, Zhang X, Kuroki H, Kobayashi M.
  • Journal Title: BMC Res Notes Volume: 10 Pages: 194
  • DOI: 10.1186/s13104-017-2513-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Coexisting lateral tibiofemoral osteoarthritis is associated with worse knee pain in patients with mild medial osteoarthritis (2017)
  • Author(s): Iijima H, Aoyama T, Nishitani K, Ito H, Fukutani N, Isho T, Kaneda E, Kuroki H, Matsuda S.
  • Journal Title: Osteoarthritis Cartilage Volume: 25 Pages: 1274-1281
  • DOI: 10.1016/j.joca.2017.02.801
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Physiological exercise loading suppresses post-traumatic osteoarthritis progression via an increase in bone morphogenetic proteins expression in an experimental rat knee model (2017)
  • Author(s): Iijima H, Ito A, Nagai M, Tajino J, Yamaguchi S, Kiyan W, Nakahata A, Zhang J, Wang T, Aoyama T, Nishitani K, Kuroki H.
  • Journal Title: Osteoarthritis Cartilage Volume: 25 Pages: 964-975
  • DOI: 10.1016/j.joca.2016.12.008
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Assessment on the effects of high and low in vivo Cyclic compressive loading on the progression of cartilage degeneration in rat knee joint (2018)
  • Author(s): Xiang Ji, Akihiro Nakahata, Akira Ito, Hirotaka Iijima, Junichi Tajino, MomokoTanima-Nagai, Wataru Kiyan, Jue Zhang, Tianshu Wang, Kohei Nishitani, Tomoki Aoyama, Hiroshi Kuroki
  • Organizer: OARSI 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] GAIT KINEMATICS CHANGES IN POST TRAUMATIC KNEE OSTEOARTHRITIS (2018)
  • Author(s): Akihiro Nakahata, Hirotaka Iijima, Momoko Tanima-Nagai, Akira Ito, Junichi Tajino, Wataru Kiyan, Jue Zhang, Xiang Ji, Tianshu Wang, Tomoki Aoyama, Kohei Nishitani, Hiroshi Kuroki
  • Organizer: OARSI 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Histopathological Changes in the Patellofemoral Joint of a Rat Model of Osteoarthritis Induced by Monosodium Iodoacetate (2018)
  • Author(s): Ikufumi Takahashi, Taro Matsuzaki, Hiroshi Kuroki, Masahiro Hoso
  • Organizer: OARSI 2018
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 運動器系リハビリテーション科学研究室
  • URL: http://www.med.kyoto-u.ac.jp/organization-staff/research/human_health/pt0102/
• [Remarks] 研究室ＨＰ
  • URL: http://kuroki-lab.hs.med.kyoto-u.ac.jp/