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再生医療とリハビリテーションの融合によるニッチとセルラーのリハビリテーション開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K19709
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

黒木 裕士  京都大学, 医学研究科, 教授 (20170110)

研究分担者 谷間 桃子 (長井)  京都大学, 医学研究科, 助教 (50755676)
伊藤 明良  京都大学, 医学研究科, 講師 (50762134)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードリハビリテーション / 再生医療 / 末梢神経損傷 / 理学療法 / 超音波療法 / 非侵襲的磁気刺激 / 末梢神経 / 神経導管 / 緒音波療法
研究開始時の研究の概要

末梢神経欠損部位に培養細胞を移植する再生医療ではリハビリテーションとの融合が重要である。本研究では、細胞で神経導管を作成し、これをラットに作成した坐骨神経欠損部に移植する。移植直前には神経導管の環境を制御するニッチ・リハビリテーションを、移植直後には神経導管の生着、順応、機能分化を促すセルラー・リハビリテーションを行い、ニッチからセルラーまで一体的、連続的に行う末梢神経欠損後の効果的なリハビリテーション・プロトコルを動物実験で検証する。リハビリテーション介入法は超音波刺激を用い、回復の比較には①組織学的評価、②遺伝子発現解析・免疫組織化学的評価、および③動物の3次元動作解析を用いる。

研究成果の概要

本課題では、ラット坐骨神経損傷モデルを作成し、(1) 超音波治療による末梢神経再生促進メカニズムについて遺伝子発現解析によって解明すること、および(2)非侵襲的磁気刺激を腰髄後根神経節部位に行うことで、後根神経節(以下、DRG)ニューロンの細胞死抑制が可能かどうか検証することを目的として研究に取組んだ。その結果、(1)損傷翌日から1週間の超音波治療が末梢神経再生促進に重要であることが示唆され、再生促進メカニズムの1つとしてマクロファージ表現型の調整が関与していることが明らかとなった。また(2)損傷後1週までに非侵襲的磁気刺激を行うと DRGニューロン細胞死を抑制する可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題の研究成果は、末梢神経損傷に対するリハビリテーションの臨床において、超音波治療による神経再生促進の可能性を示したこと、および非侵襲的磁気刺激を腰髄後根神経節部位に行うことで、後根神経節ニューロンの細胞死を抑制できる可能性を提示したことにあり、この領域の発展に貢献していると考える。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Ultrasound therapy for a week promotes regeneration and reduces pro-inflammatory macrophages in a rat sciatic nerve autograft model.2023

    • 著者名/発表者名
      Kawai H, Ito A, Kawaguchi A, Nagai-Tanima M, Nakahara R, Xu S, Kuroki H.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 13 号: 1 ページ: 11494-11494

    • DOI

      10.1038/s41598-023-38630-8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a novel model for intraarticular adhesion in rat knee joint.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakahara R, Ito A, Nakahata A, Nagai-Tanima M, Kawai H, Uchiyama K, Nishitani K, Wang T, Aoyama T, Kuroki H.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 18 号: 9 ページ: e0292000-e0292000

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0292000

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of Molecular Changes and Features in Rat Knee Osteoarthritis Cartilage: Progress From Cellular Changes to Structural Damage.2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Z, Ito A, Kuroki H, Aoyama T.
    • 雑誌名

      Cartilage

      巻: - 号: 2 ページ: 232-249

    • DOI

      10.1177/19476035231213174

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expanding the targets of therapeutic electrophysical stimulation - For the advancement of peripheral nerve regenerative rehabilitation.2023

    • 著者名/発表者名
      Xu S, Ito A.
    • 雑誌名

      Curr Opin Biomed Eng.

      巻: 28 ページ: 100515-100515

    • DOI

      10.1016/j.cobme.2023.100515

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive Understanding of Inactivity-Induced Gait Alteration in Rodents2022

    • 著者名/発表者名
      Tajino Junichi、Aoyama Tomoki、Kuroki Hiroshi、Ito Akira
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 185 号: 185

    • DOI

      10.3791/63865

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasound Therapy of Injury Site Modulates Gene and Protein Expressions in the Dorsal Root Ganglion in a Sciatic Nerve Crush Injury Rat Model2022

    • 著者名/発表者名
      Xu Shixuan、Ito Akira、Wang Tianshu、Kawai Hideki、Aoyama Tomoki、Kuroki Hiroshi
    • 雑誌名

      Ultrasound in Medicine & Biology

      巻: 48 号: 12 ページ: 2502-2511

    • DOI

      10.1016/j.ultrasmedbio.2022.07.015

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasound Stimulation Inhibits Morphological Degeneration of Motor Endplates in the Denervated Skeletal Muscle of Rats2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Akira、Araya Yuki、Kawai Hideki、Kuroki Hiroshi
    • 雑誌名

      Neuroscience Insights

      巻: 17

    • DOI

      10.1177/26331055221138508

    • 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] One session of 20 N cyclic compression induces chronic knee osteoarthritis in rats: A long-term study2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao Zixi、Ito Akira、Nakahata Akihiro、Ji Xiang、Tai Chia、Saito Motoo、Nishitani Kohei、Aoyama Tomoki、Kuroki Hiroshi
    • 雑誌名

      Osteoarthritis and Cartilage Open

      巻: 4 号: 4 ページ: 100325-100325

    • DOI

      10.1016/j.ocarto.2022.100325

    • 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] 再生リハビリテーション2021

    • 著者名/発表者名
      青山 朋樹, 池口 良輔, 伊藤 明良, 谷間 桃子, 南角 学, 田辺 直也, 小笹 寧子, 松田 秀一
    • 雑誌名

      The Japanese Journal of Rehabilitation Medicine

      巻: 58 号: 10 ページ: 1149-1155

    • DOI

      10.2490/jjrmc.58.1149

    • NAID

      130008121573

    • ISSN
      1881-3526, 1881-8560
    • 年月日
      2021-10-18
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic Stimulation Prevents Dorsal Root Ganglion Neuron Death and Enhances Nerve Regeneration in a Sciatic Nerve Injury Rat Model.2024

    • 著者名/発表者名
      Shixuan Xu, Akira Ito, Zixi Zhao, Ryo Nakahara, Chia Tai, Fumika Miyamoto, Hiroshi Kuroki, Tomoki Aoyama.
    • 学会等名
      Tenth Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 坐骨神経損傷モデルラットに対する磁気刺激治療がニューロン細胞死に与える影響の検討.2024

    • 著者名/発表者名
      徐仕軒,伊藤明良,戴嘉,中原崚,趙梓汐,宮本史佳,黒木裕士,青山朋樹.
    • 学会等名
      日本物理療法合同学術大会2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Ultrasound therapy for a week after injury accelerates the regeneration in a rat sciatic nerve autograft model2022

    • 著者名/発表者名
      Hideki Kawai, Akira Ito, Momoko Nagai-Tanima, Ryo Nakahara, Hiroshi Kuroki
    • 学会等名
      Ninth Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
    • 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 gene expression after ultrasound therapy for intraarticular adhesion model in rats2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nakahara, Akira Ito, Momoko Nagai-Tanima, Hideki Kawai, Zixi Zhao, Chia Tai, Hiroshi Kuroki
    • 学会等名
      Ninth Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decelerating the process of articular cartilage degeneration in a non-invasive mechanical compression-induced rat model via intra-articular injections of allogeneic BMSCs2022

    • 著者名/発表者名
      Chia Tai, Akira Ito, Zixi Zhao, Ryo Nakahara, Hideki Kawai, Hiroshi Kuroki
    • 学会等名
      Ninth Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of ultrasound therapy on dorsal root ganglion in sciatic nerve crush injury rat model2022

    • 著者名/発表者名
      Shixuan Xu, Akira Ito, Hideki Kawai, Ryo Nakahara, Zixi Zhao, Chia Tai, Tomoki Aoyama, Hiroshi Kuroki
    • 学会等名
      Ninth Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラット膝関節の術後癒着に対する超音波照射強度と時間の影響の検証2022

    • 著者名/発表者名
      中原崚,伊藤明良,谷間桃子,河合秀紀,趙梓汐,徐仕軒,戴嘉,安孫子幸子,青山朋樹,黒木裕士
    • 学会等名
      第27回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 坐骨神経挫滅損傷モデルラットに対する超音波治療が脊髄後根神経節に与える影響の検討2022

    • 著者名/発表者名
      徐仕軒,伊藤明良,河合秀紀,中原崚,趙梓汐,戴嘉,青山朋樹,黒木裕士
    • 学会等名
      第27回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波パルス刺激は脱神経筋におけるアセチルコリン受容体の形態変性を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤明良,河合秀紀,中原崚,徐仕軒,趙梓汐,戴嘉,黒木裕士
    • 学会等名
      第27回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 再生リハビリテーションの現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤明良
    • 学会等名
      第61回近畿理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 再生医学とリハビリテーション2021

    • 著者名/発表者名
      黒木 裕士
    • 学会等名
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 物理療法と再生リハビリテーション2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤明良、河合秀紀、黒木裕士
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会オーガナイズドセッションOS2-7-1
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 末梢神経再生に最適な 超音波刺激方法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      河合秀紀、伊藤明良、王天舒、黒木裕士
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会オーガナイズドセッションOS2-7-1
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] OPTIMIZATION OF REHABILITATION FOR FURTHER PROGRESS IN PERIPHERAL NERVE REGENERATION2021

    • 著者名/発表者名
      Hideki Kawai
    • 学会等名
      Rising Stars of Regenerative Rehabilitation Virtual Speaker Series 2021, The Alliance for Regenerative Rehabilitation Research and Training
    • 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: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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