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関節リウマチのサルコペニアに対する分子生物学的手法を利用した低負荷運動療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K11292
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59010:リハビリテーション科学関連
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

中川 周士  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30643382)

研究分担者 新井 祐志  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50347449)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード関節リウマチ / 低酸素
研究開始時の研究の概要

本研究はRAに伴うサルコペニアに対して、分子生物学的手法を用いてHIF-1αの発現を調節し、従来よりも強力かつ安全な運動療法を開発することである。これまでの運動療法はRA患者の関節炎の状態に応じてリスクを懸念しながら運動量や強度を調節をする必要があった。本研究は運動強度を変えることなく、HIF-1αに着目し分子生物学的手法を併用した安全な運動療法をリハビリテーション治療に応用する極めて独創的な研究である。

研究実績の概要

関節リウマチ(rheumatoid arthritis; RA)に対する薬物治療はパラダイムシフトを迎え関節炎の寛解が得られるようになったが、依然としてサルコペニアの罹患率が高くRA患者のADL障害の大きな要因となっている。運動療法はサルコペニアに対する有効なリハビリテーション医療であるが、RA患者に対して十分なトレーニングを行うことは難しい。しかし関節リウマチ患者への適切な運動療法の方法については明らかにされていない。低酸素環境で誘導される低酸素誘導因子 (hypoxia inducible factor; HIF-1α)が関節炎モデルに与える影響について検討した。RA滑膜細胞株を用いて1%の低酸素環境で72時間まで培養した。低酸素環境でHIF-1αの遺伝子発現が経時的に増加したが,48時間以降増加しなかった。PHDの発現は72時間まで経時的に増加した。TNF-α,IL-1βおよびIL-6の発現は 1 時間で一過性に増加したが,3時間以降で定常酸素環境においたコントロールより減少した。HIF-1αの蛋白発現は一過性に増加したが,12時間以降で減少した。以上の結果から持続的な低酸素環境はin vitroで滑膜細胞に対して抗炎症効果を有することが明らかになった。次にラット関節炎モデルを用いて低酸素環境で飼育を行ったところ、定常酸素環境で飼育した群に比べて足部腫脹が優位に軽度であった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

動物関節炎モデルに対する低酸素環境の影響が明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

動物関節炎モデルに対する低酸素が作用したメカニズムについて組織学的検討を行っていく予定である

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 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Hypoxia with or without Treadmill Exercises Affects Slow-Twitch Muscle Atrophy and Joint Destruction in a Rat Model of Rheumatoid Arthritis2023

    • 著者名/発表者名
      Kamada Yoichiro、Arai Yuji、Toyama Shogo、Inoue Atsuo、Nakagawa Shuji、Fujii Yuta、Kaihara Kenta、Cha Ryota、Mazda Osam、Takahashi Kenji
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 号: 11 ページ: 9761-9761

    • DOI

      10.3390/ijms24119761

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hypoxia promotes differentiation of pure cartilage from human induced pluripotent stem cells.2022

    • 著者名/発表者名
      Shimomura S, Inoue H, Arai Y, Nakagawa S, Fujii Y, Kishida T, Shin-Ya M, Ichimaru S, Tsuchida S, Mazda O, Kubo T.
    • 雑誌名

      Mol Med Rep

      巻: 26 号: 1 ページ: 229-229

    • DOI

      10.3892/mmr.2022.12745

    • 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
  • [雑誌論文] Sustained Hypoxia Suppresses Joint Destruction in a Rat Model of Rheumatoid Arthritis via Negative Feedback of Hypoxia Inducible Factor-1α2021

    • 著者名/発表者名
      Kaihara Kenta、Nakagawa Shuji、Arai Yuji、Inoue Hiroaki、Tsuchida Shinji、Fujii Yuta、Kamada Yoichiro、Kishida Tsunao、Mazda Osam、Takahashi Kenji
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 8 ページ: 3898-3898

    • DOI

      10.3390/ijms22083898

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 持続的な低酸素環境によるHIF-1αの発現変化が変形性関節症および関節リウマチに及ぼす影響の検討2023

    • 著者名/発表者名
      車 龍太,中川周士,井上敦夫,新井祐志,中村 恵,貝原健太,井上裕章,松田 修,高橋謙治
    • 学会等名
      第35回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット関節リウマチモデルにおける運動療法が関節軟骨に与える影響の検討2023

    • 著者名/発表者名
      中村 恵,井上敦夫,下村征史,新井祐志,中川周士,車 龍太,松田 修,高橋謙治
    • 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] Sustained hypoxia suppresses the production of pro-inflammatory cytokines in rheumatoid arthritis synovial cell via negative feedback of HIF-1α2022

    • 著者名/発表者名
      Kaihara K, Nakagawa S, Inoue H, Inoue A, Arai Y, Fujii Y, Kamada Y, Cha R, Mazda O, Takahashi K
    • 学会等名
      68th Annual Meeting of Orthopadic Research Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preventive effect of treadmill running on muscle fibrosis in slow-twitch muscle of a rat model of arthritis2022

    • 著者名/発表者名
      Kamada Y, Inoue A, Toyama S, Inoue H, Nakagawa S, Fujii Y, Kaihara K, Cha R, Arai Y, Mazda O, Takahashi K
    • 学会等名
      2022 Annual Meeting of Osteoarthritis
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of muscle atrophy and fibrosis in fast and slow muscles in a rat model of arthritis2021

    • 著者名/発表者名
      Kamada Y, Toyama S, Inoue H, Nakagawa S, Fujii Y, Kaihara K, Arai Y, Mazda O, Takahashi K
    • 学会等名
      2021 ORS annual meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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