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膝前十字靱帯断裂後の自然治癒靭帯強靭化に向けたメカニカルストレスの探索と検証

研究課題

研究課題/領域番号 22K11372
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
研究機関埼玉県立大学

研究代表者

高柳 清美  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 客員教授 (20274061)

研究分担者 金村 尚彦  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 教授 (20379895)
村田 健児  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (30792056)
森下 佑里  東京家政大学, 健康科学部, 講師 (60880440)
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 *注記
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード前十字靭帯 / 自然治癒 / 伸張ストレス / メカニカルストレス / 炎症反応 / 膝前十字靭帯 / 力学強度 / 保存療法
研究開始時の研究の概要

膝関節前十字靭帯(ACL)は自然治癒しないため、外科的再建術が選択される。我々は治癒しないとされてきたACL保存療法を確立するために動物を利用した基礎研究やACL保存療法によって生じるとされる二次的な障害予防について知見を積み上げてきた。しかし、ACL断裂の保存療法が整形外科領域において一つの選択肢となり得るためには、さらなる強度の改善が必要不可欠である。我々はこれまでの研究結果から靭帯強度に影響する要因として、治癒過程における靭帯線維芽細胞に対するメカニカルストレス、すなわち伸張ストレスに着目し、ACL保存療法がACL断裂後の治療における一つの選択肢となり得るための治癒靭帯の強靭化に挑む。

研究実績の概要

膝前十字靱帯断裂後の自然治癒靭帯強靭化に向けたメカニカルストレスとして、昨年度は伸張ストレスの重要性を示した。生体内における自己治癒ACLの伸張刺激への適応については未だ検討されていなかったため、本年度はその時期について調査した。
in vitroの結果では、炎症環境を再現した繊維芽細胞に対して、伸張刺激は増殖期で生成が活発になるCollagen type IIIやTGF-β1といった遺伝子発現が減少した。また、治癒処置を行なった後2週間の関節固定を設けることで、8週間後の治癒靭帯強度を改善させ、固定しない群や1週間という短期間の固定に比べてI型およびIII型コラーゲン量が多かった。

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

伸張ストレスの重要性、そして炎症との関連性を示したため、現在はそのメカニズムの検証をあたっている

今後の研究の推進方策

昨年度は、生体内で伸張ストレスを調整するモデルを利用し、治癒靭帯への伸張ストレスが靭帯の強度に重要であることを示した。しかし、炎症期間に関節を運動させることは、自然治癒した靭帯の強度を低下させた。現在、そのメカニズムについて、靭帯の網羅的遺伝子解析から検証を進めている

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] ラット前十字靭帯由来線維芽細胞の細胞遊走能は膝蓋下脂肪体との共培養により向上する2024

    • 著者名/発表者名
      寺田 秀伸、小島 拓真、高須 千晴、川端 空、二瓶 孝太、高柳 清美、金村 尚彦、村田 健児
    • 雑誌名

      基礎理学療法学

      巻: 27 号: 1 ページ: 16-24

    • DOI

      10.24780/jjptf.JJPTF_2023-08

    • ISSN
      2436-6382
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Stretch Stress on Anterior Cruciate Ligament Cells to Improve Self-Healing Ligament Strength2023

    • 著者名/発表者名
      Chiharu Takasu, Hidenobu Terada, Takuma Kojima, Sora Kawabata, Takuma Kano, Yuri Morishita, Naohiko Kanemura, Kenji Murata, Kiyomi Takayanagi
    • 学会等名
      ORS 2023 Annual Meeting - Orthopaedic 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] Effect of infrapatellar fat pad fibrosis on the mechanical properties of the anterior cruciate ligament2023

    • 著者名/発表者名
      Hidenobu Terada, Chiharu Takasu, Takuma Kojima, Sora Kawabata, Takuma Kano, Kiyomi Takayanagi, Naohiko Kanemura, Kenji Murata
    • 学会等名
      ORS 2023 Annual Meeting - Orthopaedic 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] 膝蓋下脂肪体が前十字靭帯由来線維芽細胞の遺伝子発現に及ぼす影響 -膝蓋下脂肪体の線維化に着目して-2023

    • 著者名/発表者名
      寺田秀伸, 川端空, 小島拓真, 高須千晴, 押田竜河, 竹下和希, 眞下葵, 金村尚彦, 村田健児, 高栁清美
    • 学会等名
      第31回 埼玉県理学療法学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 膝蓋下脂肪体との共培養が前十字靭帯由来線維芽細胞の靭帯治癒関連指標に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      寺田秀伸, 小島拓真, 高須千晴, 川端空, 森下侑里, 峯岸雄基, 加納拓馬, 金村尚彦, 村田健児, 髙栁清美
    • 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

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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