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骨関連疾患(骨粗鬆症、変形性関節症、骨折)における疼痛関連神経の可視化の確立

研究課題

研究課題/領域番号 21K09315
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関千葉大学

研究代表者

成田 都 (鈴木都)  千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (70734242)

研究分担者 大鳥 精司  千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (40361430)
折田 純久  千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (60638310)
稲毛 一秀  千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (80793629)
森 千里  千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (90174375)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード骨関連疾患動物モデル / 卵巣摘出骨粗鬆症マウスモデル / 疼痛行動評価 / 画像評価 / 免疫組織化学染色 / 薬物療法 / ラット変形性膝関節症モデル / 骨粗鬆症由来疼痛 / 疼痛関連神経 / 骨関連疾患 / 骨粗鬆症 / 変形性関節症 / 骨折
研究開始時の研究の概要

整形外科患者の痛みの殆どは骨粗鬆症、変形性関節症、骨折を含む骨関連疾患が原因である。骨病変の痛みは臨床上治療に非常に難渋する。骨病変部における疼痛関連神経支配の変化や、進行度に伴う中枢神経系の可塑性変化の存在が示唆されていることから、疼痛機序の解明には骨組織の神経系へのアプローチが必須である。しかし骨病変部の神経支配は描出が困難であることから研究は殆ど無い。本研究の目的は骨関連疾患動物モデルを用い骨病変部の疼痛神経線維の可視化の確立と治療標的を検討する事であり、世界的にも類を見ない研究である。

研究実績の概要

令和5年度は令和4年度に終了予定であった実験2.(薬物治療の疼痛関連神経支配に対する効果:各疾患動物モデルに有効とされる薬物の投与前後の骨病変部の神経支配の変化を解析定量化し、各薬剤が神経支配に及ぼす影響と治療効果を検討する。)の内の、DABを用いた免疫組織化学染色(IHC)・疼痛関連感覚神経線維の描出を行った。【1次抗体】抗CGRP抗体(1:2500)【2次抗体】goat anti-rabbit IgG抗体(ビオチン標識)(1:400)・交感神経線維の描出:【1次抗体】抗VMAT-2抗体 (1:250)【2次抗体】donkey anti-goat IgG抗体(ビオチン標識)(1:250)
【神経線維の解析】ImageJを用い、CGRP陽性神経線維ならびにVMAT-2陽性交感神経繊維数、神経伸長を計測し疾患モデルごとに定量化した。
【骨関連疾患動物モデル】・卵巣摘出骨粗鬆症マウスモデル:6週齢雌性C57BL/6マウスを全身麻酔下に卵巣摘出術(OVX)を施行し、術後8週の時点で骨粗鬆症モデルとして用いた。
【疼痛行動評価】:各疾患共モデル作成前後で以下の疼痛行動試験を実施する。・von Frey (vF), Acetone assay, hot plate testを施行した。
【結果】卵巣摘出骨粗鬆症マウスモデルにおいては、shamマウスに比し、有意な患側後肢足底の機械的刺激の閾値低下、患側後肢の熱刺激の閾値低下を認めた。卵巣摘出骨粗鬆症マウスは疼痛過敏性を有していることが明らかとなった。疼痛行動評価後還流固定し、免疫組織化学染色においては椎体局所、後根神経節及び脊髄後角を評価した。卵巣摘出骨粗鬆症マウスの後根神経節の炎症性マーカーであるCGRPはSham群と比し有意に上昇、脊髄後角における中心性感作を認めた。さらに椎体局所では交感神経線維に有意差は認めなかったが、抗CGRP抗体陽性の疼痛関連感覚神経線維は有意な増加を認めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

2021年4月1日から10月31日まで産前産後の休暇、育児休業の取得し、研究が一時中断されたことによること、またコロナ禍による一時実験中断期間を余儀なくされたことなどによる。
補助事業期間延長の申請についても検討し、実験内容については順次行っていく。

今後の研究の推進方策

実験3.(運動療法の神経支配に対する効果:運動療法前後の骨病変部の神経支配の変化を解析定量化し評価し、運動療法が神経支配に及ぼす影響と有効性を検討する。)については令和6年度に行い、年度内に終わらない場合には最終年度に繰り越しとし、最終年度に延長の申請を検討する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Analgesic effects and arthritic changes following intra-articular injection of diclofenac etalhyaluronate in a rat knee osteoarthritis model2022

    • 著者名/発表者名
      Arai Takahito, Suzuki-Narita Miyako, et al.
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 23 号: 1

    • DOI

      10.1186/s12891-022-05937-y

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 骨関節疾患と痛みの基礎研究2023

    • 著者名/発表者名
      成田都
    • 学会等名
      第16回日本運動器疼痛学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨粗鬆症は痛みを連れてやってくる。そのメカニズムと治療戦略、基礎から臨床へ2023

    • 著者名/発表者名
      成田都
    • 学会等名
      第71回日本職業・災害医学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵巣摘出骨粗鬆症マウスの疼痛行動及び腰椎椎体における疼痛関連感覚神経支配についての検討2023

    • 著者名/発表者名
      成田都
    • 学会等名
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨粗鬆症・サルコペニアの疼痛メカニズムとその治療戦略を探る2023

    • 著者名/発表者名
      成田都
    • 学会等名
      第27回日本ペインリハビリテーション学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵巣摘出骨粗鬆症マウス及び健常マウス脛骨骨折モデルにおける疼痛行動と、骨折部の骨癒合、骨強度、疼痛関連感覚神経支配についての比較検討2022

    • 著者名/発表者名
      成田都
    • 学会等名
      第24回日本骨粗鬆症学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨関連疾患(骨粗鬆症、変形性関節症、骨折)の疼痛2022

    • 著者名/発表者名
      成田都
    • 学会等名
      第44回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵巣摘出骨粗鬆症マウス及び健常マウス脛骨骨折モデルにおける疼痛行動と、骨折部の骨癒合、骨強度、感覚神経支配についての検討2022

    • 著者名/発表者名
      成田都
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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