負荷強度に応じた椎間板のメカノバイオロジー変容機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22K09339
• 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: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 外村 仁 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70604304)
• 研究分担者: 長江 将輝 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60604303)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 椎間板 / 運動 / メカノバイオロジー / メカニカルストレス

研究開始時の研究の概要

静水圧負荷培養椎間板細胞・組織と運動負荷椎間板変性動物モデルを用いて、負荷強度に応じた椎間板のメカニカルストレス感受・応答(メカノバイオロジー)を詳細に解析する。得られた解析データから椎間板のメカノバイオロジー変容機構の全貌に迫り、「椎間板にとって適切な運動とはどういうものなのか?」を分子生物学的に明らかにする。加えて、応答機構の干渉手段を探索し、椎間板変性に対するメカニカルストレスを利用した安全で普遍性のある治療・予防法開発の基盤を構築する。

研究実績の概要

本研究課題では、「椎間板にとって適切な運動とはどういうものなのか?」を分子生物学的に明らかにするため、1運動負荷椎間板変性動物モデル、2静水圧負 荷培養椎間板細胞・組織を用いて、負荷強度に応じた椎間板のメカニカルストレス感受・応答(メカノバイオロジー)詳細に解析している。昨年度は正常椎間板のラットにトレッドミルを用いた運動負荷を行い椎間板の組織学的および生化学的評価を行なった。本年度は、椎間板変性モデルラットを作成し、トレッドミルを用いて異なる強度の運動負荷を行い、椎間板の組織学的および生化学的評価を行った。得られた実験結果から適度および過度の運動負荷強度の条件設定が完了した。また、静水圧負荷を用 いた培養椎間板細胞におけるメカノバイオロジー変容機構の解析も行っているが、静水圧負荷装置の調整に時間がかかり、圧負荷強度の条件設定が十分でないため、まだ有意義な研究成果が得られていない。今後は新規の圧負荷装置への変更も検討して研究を進めていく予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

理由 動物実験については順調に進展している。しかしながら、静水圧負荷培養椎間板細胞を用いたメカノバイオロジー変容機構の解析についての実験は、静水圧負荷装置の調整に時間がかかり十分な研究成果がまだ得られていない。

今後の研究の推進方策

運動負荷椎間板変性動物モデルを用いた研究については予定通りに進めていく。培養椎間板細胞を用いた実験については、メカニカルストレス負荷を既存の静水圧負荷装置ではなく、新規装置への変更も検討する予定である。