関節疾患に対する伸張性収縮を利用した新たな神経ー筋電気刺激療法の開発

• 研究課題/領域番号: 26702021
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 山田 崇史 札幌医科大学, 保健医療学部, 准教授 (50583176)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: 介護予防 / 関節疾患 / 筋力低下 / 神経筋電気刺激 / 酸化ストレス / 筋力 / 伸張性収縮

研究成果の概要

本研究では，伸張性収縮を利用した神経筋電気刺激（ECC-ES）がアジュバント関節炎（AIA）ラットの筋機能不全に及ぼす影響を検討した．AIAはフロイント完全アジュバントを膝関節に投与することにより作成した．ECC-ESは１日おきに3週間負荷した．その結果，AIAラットの腓腹筋内側頭から採取したスキンドファイバーにおいて，固有張力の低下が認められるとともに，アクチンの凝集化，NADPH酸化酵素，神経型一酸化窒素合成酵素，p62の発現が増加した．ECC-ESは，これらの変化をすべて防止した．したがって，ECC-ESは，関節疾患患者の筋機能を改善する効果的な手段であることが示唆された．

研究成果

• [国際共同研究] Karolinska Institute(Sweden)
• [国際共同研究]
• [国際共同研究] カロリンスカ研究所(スウェーデン)
• [雑誌論文] 神経筋電気刺激誘引性の筋肥大における負荷強度と力積の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 檜森弘一，舘林大介，大山友加，青木達彦，山田崇史
  • 雑誌名: 日本基礎理学療法学雑誌 巻: 印刷中
  • NAID: 130007490548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of calpain in eccentric contraction-induced proteolysis of Ca2+-regulation proteins and force depression in rat fast-twitch skeletal muscle (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, K., Watanabe, D., Kuratani, M., Yamada, T., Matsunaga, S., Wada, M.
  • 雑誌名: J Appl Physiol 巻: 122 号: 2 ページ: 396-407
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00270.2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Superoxide dismutase/catalase mimetic EUK-134 prevents diaphragm muscle weakness in monocrotalin-induced pulmonary hypertension (2017)
  • 著者名/発表者名: Himori K, Abe M, Tatebayashi D, Lee J, Westerblad H, Lanner JT, Yamada T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 2 ページ: e0169146-e0169146
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0169146
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The role of reactive oxygen species in β-adrenergic signaling in cardiomyocytes from mice with the metabolic syndrome (2016)
  • 著者名/発表者名: Llano-Diez M, Sinclair J, Yamada T, Zong M, Fauconnier J, Zhang SJ, Katz A, Jardemark K, Westerblad H, Andersson DC, Lanner JT.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 12 ページ: e0167090-e0167090
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0167090
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 熱刺激がモノクロタリン誘発性肺高血圧症ラットの横隔膜における収縮機能に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 舘林大介，檜森弘一，阿部真佐美，李宰植，山田崇史
  • 雑誌名: 日本基礎理学療法学雑誌 巻: 19 ページ: 55-64
  • NAID: 130007492843
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱刺激負荷がアジュバント関節炎ラットの長趾伸筋における収縮機能に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 7.李宰植，阿部真佐美，舘林大介，檜森弘一，山田崇史
  • 雑誌名: 日本基礎理学療法学雑誌 巻: 19 ページ: 39-47
  • NAID: 130007491172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free radical signaling behind the muscle weakness associated with rheumatoid arthritis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada T and Lanner JT.
  • 雑誌名: EMJ Rheumatology 巻: 3.1 ページ: 87-89
  • 国際共著
• [雑誌論文] ROS/RNS and contractile function in skeletal muscle during fatigue and recovery (2016)
  • 著者名/発表者名: 2.Cheng AJ, Yamada T, Rassier DE, Andersson DC, Westerblad H, Lanner JT.
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: 594 号: 18 ページ: 5149-5160
  • DOI: 10.1113/jp270650
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Muscle dysfunction associated with adjuvant induced-arthritis is prevented by antioxidant treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., Abe, M., Lee, J., Tatebayashi, D., Himori, K., Kanzaki, K., Wada, M., Bruton, JD., Westerblad, H. and Lanner, JT.
  • 雑誌名: Skeletal Muscle 巻: 5 号: 1 ページ: 20-20
  • DOI: 10.1186/s13395-015-0045-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Response of heat shock protein 72 to repeated bouts of hyperthermia in rat skeletal muscle (2015)
  • 著者名/発表者名: Lee, J., Himori, K., Tatebayashi, D., Abe, M. and Yamada, T.
  • 雑誌名: Physiol. Res. 巻: 64 ページ: 935-938
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 関節リウマチに伴う筋弱化のメカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田崇史
  • 雑誌名: 理学療法学 巻: 42 ページ: 819-820
  • NAID: 130005119650
• [雑誌論文] Nitrosative modifications of the Ca2+ release complex and actin underlie arthritis-induced muscle weakness (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., Fedotovskaya, O., Cheng, AJ., Cornachione, AS., Minozzo, FC., Aulin, C., Friden, C., Turesson, C., Andersson, DC., Glenmark, B., Lundberg, IE., Rassier, DE., Westerblad, H., Lanner, JT.
  • 雑誌名: Ann. Rheum. Dis. 巻: in press 号: 10 ページ: 1907-1914
  • DOI: 10.1136/annrheumdis-2013-205007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] プレコンディショニングは伸張性収縮後の酸化ストレスを防止し機能回復を促進する (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田遼太郎，檜森弘一，舘林大介，山田崇史
  • 学会等名: 第5回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 東京大学，東京都
  • 年月日: 2017-03-03
• [学会発表] 伸張性収縮トレーニングはアジュバント関節炎ラットの筋機能とオートファジー動態を改善する (2017)
  • 著者名/発表者名: 檜森弘一，舘林大介，山田遼太郎，山田崇史
  • 学会等名: 第5回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 東京大学，東京都
  • 年月日: 2017-03-03
• [学会発表] 伸張性収縮トレーニングがcolon 26癌モデルマウスの筋萎縮に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 舘林大介，檜森弘一，山田遼太郎，山田崇史
  • 学会等名: 第5回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 東京大学，東京都
  • 年月日: 2017-03-03
• [学会発表] 神経-筋電気刺激トレーニングは重症疾患ミオパチーモデルラットにおける筋弱化を改善する (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田崇史，山田遼太郎，檜森弘一，舘林大介，升田好樹，今井富裕
  • 学会等名: 第5回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 東京大学，東京都
  • 年月日: 2017-03-03
• [学会発表] 神経-筋電気刺激及びグルタミン投与の併用が癌性筋萎縮に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 舘林大介，檜森弘一，山田崇史
  • 学会等名: 第71回日本体力医学会大会
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター・盛岡地域交流センター市民文化ホール，盛岡市
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] 神経－筋電気刺激による筋の限界肥大率は負荷強度に規定される (2016)
  • 著者名/発表者名: 檜森弘一，舘林大介，大山友加，青木達彦，山田崇史
  • 学会等名: 第71回日本体力医学会大会
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター・盛岡地域交流センター市民文化ホール，盛岡市
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] Effects of electrical stimulation training on muscle atrophy and glucocorticoid signaling in colon 26 tumor bearing mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi D, Himori K, Abe M, Lee J, Yamada T
  • 学会等名: 45th European Muscle Conference
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2016-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] Neuromuscular electrical stimulation prevents skeletal muscle dysfunction in adjuvant-induced arthritis rat (2016)
  • 著者名/発表者名: Himori K, Abe M, Tatebayashi D, Lee J, Yamada T
  • 学会等名: 45th European Muscle Conference
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2016-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] Pulmonary hypertension-induced diaphragm muscle weakness was prevented by treatment with antioxidant (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Himori K, Abe M, Tatebayashi D, Lee J, Westerblad H, Lanner JT
  • 学会等名: 45th European Muscle Conference
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2016-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] Contribution of calstabin1 binding to impaired ryanodine receptor with prolonged low-frequency force depression (2016)
  • 著者名/発表者名: Aibara, C., Watanabe, D., Yamada, T., Wada, M.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター，札幌市
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Antioxidant treatment prevents pulmonary hypertension-induced diaphragm dysfunction (2016)
  • 著者名/発表者名: Himori K, Abe M, Tatebayashi D, Lee J, Yamada T.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター，札幌市
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Effects of electrical stimulation training on muscle atrophy in a mouse model of cancer cachexia (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatebayashi D, Himori K, Abe M, Lee J, Yamada T.
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター，札幌市
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 神経-筋電気刺激トレーニングはアジュバント関節炎ラットにおける筋弱化を防止する (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田崇史
  • 学会等名: 第4回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 松本大学，松本市
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 肺高血圧症ラット横隔膜の収縮機能低下に対する抗酸化剤投与の効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 檜森弘一，阿部真佐美，舘林大介，李宰植，山田崇史
  • 学会等名: 第4回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 松本大学，松本市
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 癌性カへキシアに伴う筋量低下は神経-筋電気刺激により防止されるか？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 舘林大介，檜森弘一，阿部真佐美，李宰植，山田崇史．
  • 学会等名: 第4回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 松本大学，松本市
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 神経―筋電気刺激トレーニング誘発性の筋肥大における力積の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田崇史，大山友加，青木達彦，舘林大介，檜森弘一．
  • 学会等名: 第2回日本基礎理学療法学会学術大会および日本基礎理学療法学会第20回学術大会合同学会
  • 発表場所: 神奈川県立保健福祉大学，横須賀市
  • 年月日: 2015-11-14
• [学会発表] 神経-筋電気刺激が癌性カヘキシアに伴う筋量低下に及ぼす影響． (2015)
  • 著者名/発表者名: 舘林大介，檜森弘一，阿部真佐美，李宰植，山田崇史．
  • 学会等名: 第23回日本物理療法学会
  • 発表場所: 神戸学院大学有瀬キャンパス，明石市
  • 年月日: 2015-10-24
• [学会発表] アジュバント関節炎ラットの長趾伸筋における収縮機能の低下は神経―筋電気刺激により防止されるか？ ―酸化還元動態に着目して―． (2015)
  • 著者名/発表者名: 檜森弘一，舘林大介，李宰植，阿部真佐美，山田崇史．
  • 学会等名: 第23回日本物理療法学会
  • 発表場所: 神戸学院大学有瀬キャンパス，明石市
  • 年月日: 2015-10-24
• [学会発表] Antioxidant treatment prevents skeletal muscle dysfunction in adjuvant-induced arthritis rats (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Abe M, Lee J, Tatebayashi D, Himori K, Kanzaki K, Wada M, Bruton JD, Westerblad H. and Lanner JT.
  • 学会等名: 44th European Muscle Conference.
  • 発表場所: Warsaw, Poland.
  • 年月日: 2015-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] 抗酸化剤EUK-134は肺高血圧症ラットの横隔膜における収縮機能低下を抑制する (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部真佐美，李宰植，舘林大介，檜森弘一，山田崇史．
  • 学会等名: 第70回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 和歌山県民文化会館，和歌山市
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] 癌性カヘキシアにおける骨格筋のグルタミン合成酵素の発現動態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 舘林大介，檜森弘一，阿部真佐美，李宰植，山田崇史．
  • 学会等名: 第70回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 和歌山県民文化会館，和歌山市
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] 神経―筋電気刺激がアジュバント関節炎ラットの長趾伸筋における収縮機能に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 檜森弘一，舘林大介，李宰植，阿部真佐美，山田崇史．
  • 学会等名: 第70回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 和歌山県民文化会館，和歌山市
  • 年月日: 2015-09-18
• [学会発表] 抗酸化剤の投与はアジュバント関節炎ラットにおける筋機能低下を防止する (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田崇史，阿部真佐美，李宰植，舘林大介，檜森弘一，神崎圭太，和田正信， Bruton JD，Westerblad H，Lanner JT．
  • 学会等名: 第1回日本筋学会
  • 発表場所: 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター，東京都小平市
  • 年月日: 2015-08-08
• [学会発表] 抗酸化剤はアジュバント関節炎に伴う筋弱化を防止するか？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田崇史
  • 学会等名: 第3回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 東北大学，仙台市
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-08
• [学会発表] アジュバント関節炎ラットの長趾伸筋における筋弱化のメカニズム -アクチンの酸化的修飾によるアクトミオシンATPase活性の低下- (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田崇史，阿部真佐美，李宰植，舘林大介，檜森弘一
  • 学会等名: 第1回日本基礎理学療法学会学術大会および日本基礎理学療法学会第4回学術大会合同学会
  • 発表場所: 名古屋学院大学，名古屋市
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-16
• [学会発表] 熱刺激が肺高血圧症ラットの横隔膜における収縮機能に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部真佐美，李宰植，舘林大介，檜森弘一，山田崇史
  • 学会等名: 第69回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 長崎大学，長崎市
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-21
• [学会発表] 熱刺激負荷がアジュバント関節炎ラットの長趾伸筋における収縮機能に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 李宰植，阿部真佐美，舘林大介，檜森弘一，山田崇史
  • 学会等名: 第69回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 長崎大学，長崎市
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-21
• [学会発表] 自発運動を課した2型糖尿病ラットにおける運動パフォーマンスと筋組成，筋酵素活性について (2014)
  • 著者名/発表者名: 高田義弘，竹下大輔，花岡智子，奥田俊詞，鷲尾弘枝，石見恵子，保井俊英，今北英高，峯松亮，星野聡子，山田崇史，和気秀文，中村友浩，岡田修一，平川和文，中谷昭，坂田進
  • 学会等名: 第69回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 長崎大学，長崎市
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-21
• [学会発表] Effects of heat stress on contractile function in the diaphragm from rat with pulmonary hypertension (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe, M., Lee, J., Tatebayashi, D., Himori, K., Yamada, T.
  • 学会等名: 43th European Muscle Conference
  • 発表場所: Salzburg, Austria
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-14
• [学会発表] Intermittent heat stress fails to ameliorate contractile dysfunction in extensor digitorum longus muscle from adjuvant-induced arthritis rats (2014)
  • 著者名/発表者名: Lee, J., Abe, M., Tatebayashi, D., Himori, K., Yamada, T.
  • 学会等名: 43th European Muscle Conference
  • 発表場所: Salzburg, Austria
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-14
• [学会発表] Impaired myosin ATPase activity due to actin oxidation underlies skeletal muscle dysfunction in adjuvant-induced arthritis rat (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., Abe, M., Lee, J., Tatebayashi, D., Himori, K., Chikazoe, S., Hirota, K.
  • 学会等名: 43th European Muscle Conference
  • 発表場所: Salzburg, Austria
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-14