Response of Articular Cartilage Degenerated by Disuse to Mechanical Overloading

Research Project

Project/Area Number	18J10874
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Research Field	Applied health science (B)
Research Institution	Kobe University
Research Fellow	野村将人神戸大学, 保健学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help	¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000) Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords	廃用 / 関節軟骨 / 軟骨下骨 / 変形性関節症 / 非荷重 / 再荷重
Outline of Annual Research Achievements	初めに、実験期間を短縮した予備実験を行った。走行運動介入の条件は勾配20%、速度17 m/分、毎日40分間に設定したが、2週間の後肢非荷重を経たマウスでは、この条件の運動を4週間にわたって継続できたのが2匹に1匹の割合であった。また、組織学的分析の結果、走行運動介入によっては軟骨に何ら変化が認められず、内側半月不安定化（DMM）手術による関節不安定性が誘導する軟骨の変性は、ごく軽度であった。予備実験の結果を踏まえ、本実験では各介入期間を8週間に設定し、走行運動介入の条件は、勾配20%、速度12 m/分、毎日30分間に設定した。すると全てのマウスが飼育期間を通して運動を継続することが出来た。飼育期間終了後、膝関節周囲筋を採取し湿重量を測定後、膝関節はマイクロCTで撮影し、その後、組織学的分析を行った。筋湿重量は、ほとんどの筋で、非荷重により減少し、再荷重により回復したが、走行運動介入やDMMによってその回復が阻害される傾向にあることが分かった。また、軟骨下骨のマイクロCT解析の結果、非荷重によって減少した骨量と骨塩量は、再荷重によって回復するどころか、通常飼育を継続したものを上回った。関節軟骨の組織形態学的分析の結果、私たちの先行研究と一致して、8週間の非荷重によって関節軟骨の厚さが減少した。また、その後8週間の再荷重を行っても、この厚さの減少は回復しなかったことから、非荷重による関節軟骨の菲薄化は、不可逆的である、あるいは少なくとも筋萎縮や骨萎縮よりも長期間を回復に要することが明らかになった。さらに、通常飼育を行ったマウスでは加齢に伴い関節面の摩耗が観察されたが、これは非荷重後に再荷重を行った関節でより広域に及んでいたことから、非荷重後の再荷重は加齢による関節軟骨変性を重症化させる可能性があることが分かった。
Research Progress Status	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。