メカニカルストレスを基軸とする運動器障害の発生機序解明：リハビリテーションの再考

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25702032
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 森山 英樹 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (10438111)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: メカニカルストレス / 運動器 / リハビリテーション

Research Abstract

メカニカルストレスは、関節の機能維持に不可欠であるが、程度により変性の誘因となる。メカニカルストレスの過剰と減弱に起因する運動器障害は、医療上の大きな課題である。こうした運動器障害の根本的な原因は、メカニカルストレスの異常であるにもかかわらず、現在の臨床や研究での視点は、最終的に生じた変性を基軸としている。本研究では、これまでの視点とは逆に、結果である変性ではなく、根本的な原因であるメカニカルストレスの視点から、メカニカルストレスの過剰と減弱に起因する運動器障害の発生機序を解明する。平成25年度は、メカニカルストレスの過剰あるいは減弱環境における膝関節由来の軟骨細胞の変化を細胞培養実験で検討した。先ず、本研究の鍵となるメカニカルストレスの過剰あるいは減弱環境の設定を行った。負荷するメカニカルストレスの種類は、生体環境を模擬し、静水圧刺激装置により静水圧を加えることを計画していたが、三次元培養しかできなかったため、培養細胞伸展装置による伸張に変更した。またメカニカルストレスの減弱環境は、酸素濃度を検討することが必要になったため、実績のある企業との共同研究を進めることになった。刺激による変化は、低強度・低頻度・短時間では軽度であり、目的とする軟骨細胞の変化を引き起こすためには、生理的なメカニカルストレス以上の刺激を加える必要があった。次年度は、当初計画通り、確定したメカニカルストレスの過剰及び減弱環境下で変動する遺伝子を網羅的に検索する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

メカニカルストレスの過剰環境と減弱環境を同一条件にするために、二次元培養が必要である。しかし、メカニカルストレスの過剰環境において、当初予定していた静水圧刺激装置では三次元培養しか行えなかったため、メカニカルストレスの過剰環境を再考することが必要になった。また、メカニカルストレスの減弱環境において、酸素濃度を検討することが必要になった。これらの解決策を見出すことに時間を要したため、やや遅れることになった。

Strategy for Future Research Activity

メカニカルストレスの過剰環境と減弱環境について、過剰環境は培養細胞伸展装置による伸張に変更し、予備的な検討を終了した。減弱環境は実績のある企業との共同研究を進めている。また平成26年度から、本研究に2名の大学院生が参画する。これらにより、研究は大きく推進すると考える。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

年度末に本研究に関わる情報収集のための学会参加を予定し、見込みで予算を確保していたが、予定よりも少額で済んだため、残額が生じた。
残予算は7,000円であり、本研究の実施に多大な影響を与えるものではないと考える。この残予算は、本研究に関わる消耗品の購入にあてる予定である。