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変形性膝関節症に対する間葉系幹細胞治療の除痛メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K16782
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関兵庫医科大学

研究代表者

井石 智也  兵庫医科大学, 医学部, 講師 (40774138)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード間葉系幹細胞 / 変形性膝関節症 / 関節炎 / 膝関節 / 脊髄後根 / 整形外科 / 軟骨 / 疼痛メカニズム / 軟骨再生
研究開始時の研究の概要

関節軟骨は無血管組織であり細胞成分が少ないため、一旦損傷をきたすと自然修復は困難であり変形性関節症へと進行する。間葉系幹細胞治療は間葉系に属する細胞への分化能を持つ合わすことから、OA関節への軟骨修復が期待できる。しかしながら、関節軟骨には感覚神経は存在せず痛みの発生源にはならないため、MSC治療の軟骨修復効果がいかに抗炎症効果さらに除痛効果の関連するかは不明である。本研究ではラット膝関節炎モデルを用いて、疼痛行動と関節内炎症、軟骨修復を評価に加え、末梢(軟骨下骨内や滑膜内の自由神経終末)から脊髄後根での 疼痛感作への影響を評価し、これらの関連性を調査する。

研究実績の概要

本研究では、モノヨード酢酸を使用した薬剤性膝関節炎モデルラットを使用し, 片膝の膝関節内に対して, 複数の部位から採取した間葉系幹細胞(以下, Mesenchymal stromal stem cell: MSC)や、それらのMSC由来の培養上清液、同種ラット由来の多血小板血漿由来タンパク質を投与することにより, それらの除痛効果と損傷軟骨組織の修復作用を検討を行なっている. これまでの結果において, 疼痛行動試験では変形性膝関節群と比較して,治療群において, 膝関節運動の改善や軟骨修復作用、滑膜炎の軽減作用を確認することができた. さらに, 両側の第4腰椎高位の後根神経節(以下, Dorsal root ganglion: DRG)を採取して還流固定を行い, 神経損傷および軸索の再生のマーカーとして関節由来の発痛物質であるCGRPの免疫蛍光染色を行っている. これまでの結果では, 膝関節内の抗炎症効果のみでなく, DRG内のCGRPの発現の低下を確認することができた. DRG内のCGRPの発現は, 実際に関節内で起きている抹消組織炎症ではない疼痛感作が起因となっている可能性があることから, これら細胞治療によって, 変形性膝関節症患者様への慢性疼痛緩和への効果が期待されることが示唆された.今後はこれを立証するために, 自由神経終末の軸索延長の確認や逆行性トレースにより発現変化を確認していく.

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

使用するMSCの多分化能、増殖能、抗炎症能の確認に検討を要したが、こちらも安定した細胞の使用が可能となった。培養の際に使用する細胞小胞などのMSC由来分泌物を含む上清液の作成に時間を有したが、概ね順調に進行している。

今後の研究の推進方策

全ての治療群のDRGと膝関節の解析結果を回収し、比較検討を行う。

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

    (14件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件)

  • [学会発表] 膝OAに対する関節内注射でのバイオセラピー2024

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      第3回日本Knee Osteotomy and Joint Preservation研究会(ランチョンセミナー)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparative evaluation of RNA sequencing analysis of neotissue following combined autologous chondrocyte implantation with high tibial osteotomy for femoral cartilage injury with varus deformity versus isolated high tibial osteotomy2024

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Iseki
    • 学会等名
      Orthopaedic Research Society 2024 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In Rat Osteoarthritis Models, The Composition Of Growth Factors In The Freeze Dried Platelet Factor Concentrate Varies With The Severity Of The Donor's Knee Osteoarthritis And Its Efficacy.2024

    • 著者名/発表者名
      Yoshiytaka Nakao, Tomoya Iseki
    • 学会等名
      Orthopaedic Research Society 2024 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative analysis of RNA sequencing analysis of neotissue following combined autologous chondrocyte implantation with high tibial osteotomy for femoral cartilage injury with varus deformity versus isolated high tibial osteotomy2024

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Iseki
    • 学会等名
      21th ESSKA congress
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膝関節疾患に対する自己由来組織を用いた新たな治療方法(New surgical option by autologous tissue to prevent a progression of knee osteoarthritis)2023

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      日本整形外科学会基礎学術集会(日独シンポジウム New technology-3(Spine & Joint))
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自家凍結乾燥多血小板血漿由来製剤治療の損傷軟骨への効果とその機序2023

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      日本スポーツ整形外科学会(パネルディスカッション)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 整形外科領域で応用される自己フィブリン糊の可能性2023

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      第71回日本輸血・細胞治療学会学術総会(ランチョンセミナー)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中高齢者の膝軟骨欠損に対する自家培養軟骨移植術に 限界はあるのか -下肢アライメント、組織像、遺伝子発現解 析の観点から- 膝関節軟骨損傷に対する新規治療とその現状2023

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      日本スポーツ整形外科学会(ランチョンセミナー)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膝関節疾患に対して臨床使用できる再生医療 -保存療法から手術治療まで-2023

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      第36回日本臨床整形外科学会(ランチョンセミナー)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Joint preservation 再生医療が膝痛に効くメカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      第1回日本膝関節学会(教育研修講演)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sequencing Analysis of Neotissue Following Combined Autologous Chondrocyte Implantation with High tibial Osteotomy for Femoral Cartilage Injury with Varus Deformity2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Iseki
    • 学会等名
      International Society of Arthroscopy, Knee Surgery and Orthopaedic Sports Medicine (ISAKOS) congress
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新時代の膝温存治療を考える 細胞治療の現状と展望2022

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      中部日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] JOSKAS-JOSSM20222022

    • 著者名/発表者名
      Iseki T, Nakao Y, Nakayama H
    • 学会等名
      Synergistic Effect of Knee Osteotomy and Cell-based Therapy
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第2回JKOP2022

    • 著者名/発表者名
      井石智也
    • 学会等名
      膝関節再建における再生医療の位置付け
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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