力学的環境変化により生じる膝蓋腱マトリクス改変現象の人為的制御に関する統合的研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18390406
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 遠山 晴一 北海道大学, 大学病院, 准教授 (60301884)
• 研究分担者: 安田 和則 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (20166507) ; 小野寺 伸 北海道大学, 大学院・医学研究科, 特任講師 (00359481) ; 近藤 英司 北海道大学, 創成科学研究機構, 特任准教授 (60374724)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 腱・靱帯 / バイオメカ二クス / サイトカイン / 炎症 / 力学的負荷 / 廃用

研究概要

廃用がもたらす除負荷は腱組織の力学特性を低下させることが知られているが、この機序や制御に関しては不明であった。本研究ではin vivo動物モデルを用い、除負荷が膝蓋腱細胞におけるIL-1β発現を亢進させ、IL-1抑止は除負荷膝蓋腱の力学特性を改善させることを明らかにし、廃用による腱組織の力学的劣化には炎症性サイトカインが重要な役割を担い、本サイトカイン制御により廃用がもたらす腱の力学的劣化を抑止する可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Active immunization against macrophage migration inhibitory factor using a novel DNA vaccine prevents ovariectomy-induced (2008)
  • 著者名/発表者名: Onodera S, Oshima S, Nishihira J, Yasuda K, Tohyama H, Irie K, Koyama Y.
  • 雑誌名: bone loss in mice. Vaccine 26(6) ページ: 829-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local administration of interleukin-1 receptor antagonist inhibits deterioration of mechanical properties of the stress-shielded patellar tendon (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyatake S, Tohyama H, Kondo E, Katsura T, Onodera S, Yasuda K
  • 雑誌名: J Biomech 41(4) ページ: 884-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ex vivo supplementation of TGF-beta1 enhances the fibrous tissue regeneration effect of synovium-derived fibroblast transplantation in a tendon defect a biomechanical study (2008)
  • 著者名/発表者名: Okamoto S, Tohyama H, Kondo E, Anaguchi Y, Onodera S, Hayashi K, Yasuda K.
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 16(3) ページ: 333-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous anterior and posterior cruciate ligament reconstruction in chronic knee instabilities surgical concepts and clinical outcome. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hayashi R, Kitamura N, Kondo E, Anaguchi Y, Tohyama H, Yasuda K.
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 16(8) ページ: 763-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel DNA vaccine-targeting macrophage migration inhibitory factor improves the survival of mice with sepsis (2008)
  • 著者名/発表者名: Tohyama S, Onodera S, Tohyama H, Yasuda K, Nishihira J, Mizue Y, Hamasaka A, Abe R, Koyama Y.
  • 雑誌名: Gene Ther 15(23) ページ: 1513-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo local administration of osteogenic protein-1 increases structural properties of the overstretched anterior cruciate ligament with partial midsubstance laceration a biomechanical study in rabbits (2008)
  • 著者名/発表者名: Hayashi R, Kondo E, Tohyama H, Saito T, Yasuda K.
  • 雑誌名: J Bone Joint Surg Br. 90(10) ページ: 1392-400
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ex vivo infiltration of fibroblasts into the tendon deteriorates the mechanical properties of tendon fascicles but not those of tendon bundles (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikema Y, Tohyama H, Yamamoto E, Kanaya F, Yasuda K.
  • 雑誌名: Clin Biomech (Bristol, Avon) 22(1) ページ: 120-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] The tensile properties of collagen fascicles harvested from regenerated and residual tissues in the patellar tendon after removal of the central third (2007)
  • 著者名/発表者名: Maeda E, Noguchi H, Tohyama H, Yasuda K, Hayashi K.
  • 雑誌名: Biomed Mater Eng 17(2) ページ: 77-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel DNA vaccine targeting macrophage migration inhibitory factor protects joints from inflammation and destruction in murine models of arthritis (2007)
  • 著者名/発表者名: Onodera S, Ohshima S, Tohyama H, Yasuda K, Nishihira J, Iwakura Y, Matsuda I, Minami A, Koyama Y.
  • 雑誌名: Arthritis Rheum 56(2) ページ: 521-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibody neutralization of TGF-beta enhances the deterioration of collagen fascicles in a tissue-cultured tendon matrix with ex vivo fibroblast infiltration (2007)
  • 著者名/発表者名: Azuma C, Tohyama H, Nakamura H, Kanaya F, Yasuda K.
  • 雑誌名: J Biomech 40(10) ページ: 2184-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiologic evaluation of femoral and tibial tunnels created with the transtibial tunnel technique for anatomic double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction (2007)
  • 著者名/発表者名: Kondo E, Yasuda K, Ichiyama H, Azuma C, Tohyama H.
  • 雑誌名: Arthroscopy 23(8) ページ: 869-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo effects of partial electrothermal shrinkage on mechanical properties of the anterior cruciate ligament in rabbits (2007)
  • 著者名/発表者名: Kondo E, Yasuda K, Tohyama H.
  • 雑誌名: Clin Biomech (Bristol, Avon) 22(9) ページ: 1037-44
  • 査読あり
• [雑誌論文] The responses of extrinsic fibroblasts infiltrating the devitalised patellar tendon to IL-1beta are different from those of normal tendon fibroblasts (2007)
  • 著者名/発表者名: Tohyama H, Yasuda K, Uchida H, Nishihira J.
  • 雑誌名: J Bone Joint Surg Br. 89(9) ページ: 1261-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Local Administration of Vascular Endothelial Growth Factor on Properties of the in Situ Frozen-Thawed Anterior Cruciate Ligament in Rabbits (2006)
  • 著者名/発表者名: Ju YJ, Tohyama H, Kondo E, Yoshikawa T, Muneta T, Shinomiya K, Yasuda K.
  • 雑誌名: Am J Sports Med. 6:34(1) ページ: 84-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilizing effects of ankle bracing under a combination of inversion and axial compression loading (2006)
  • 著者名/発表者名: Tohyama H, Yasuda K, Beynnon BD, Renstrom PA.
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 14(4) ページ: 373-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical evaluation of anatomic double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction procedure using hamstring tendon grafts comparisons among 3 different procedures (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasuda K, Kondo E, Ichiyama H, Tanabe Y, Tohyama H.
  • 雑誌名: Arthroscopy 22(3) ページ: 240-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of administration of transforming growth factor (TGF)-beta1 and anti-TGF-beta1 antibody on the mechanical properties of the stress-shielded patellar tendon (2006)
  • 著者名/発表者名: Katsura T, Tohyama H, Kondo E, Kitamura N, Yasuda K.
  • 雑誌名: J Biomech 39(14) ページ: 2566-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of vascular endothelial growth factor and angiogenesis in patellar tendon grafts in the early phase after anterior cruciate ligament reconstruction (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa T, Tohyama H, Enomoto H, Matsumoto H, Toyama Y, Yasuda K.
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 14(9) ページ: 804-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of local administration of vascular endothelial growth factor on mechanical characteristics of the semitendinosus tendon graft after anterior cruciate ligament reconstruction in sheep (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa T, Tohyama H, Katsura T, Kotani Y, Matsumoto H, Toyama Y, Yasuda K
  • 雑誌名: Am J Sports Med 34(12) ページ: 1918-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Is the increase in type III collagen of the patellar tendon graft after ligament reconstruction really caused by "ligamentization" of the graft? (2006)
  • 著者名/発表者名: Tohyama H, Uchida H, Yasuda K.
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 14(12) ページ: 1270-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transgenic mice overexpressing macrophage migration inhibitory factor (MIF) exhibit high-turnover osteoporosis (2006)
  • 著者名/発表者名: Onodera S, Sasaki S, Ohshima S, Amizuka N, Li M, Udagawa N, Irie K, Nishihira J, Koyama Y, Shiraishi A, Tohyama H, Yasuda K.
  • 雑誌名: Bone Miner Res 21(6) ページ: 876-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of intraosseous graft length on tendon-bone healing in anterior cruciate ligament reconstruction using flexor tendon (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki S, Yasuda K, Tomita F, Minami A, Tohyama H.
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 14(11) ページ: 1086-93
  • 査読あり
• [学会発表] The relationship between open and closed kinetic chain strength of the lower limb and jumping performance in the anterior cruciate ligament deficient Subjects (2008)
  • 著者名/発表者名: Tohyama H, Ikoma K, Ueda M, Yuri M, Chiba T, Urayama R, Hori K, Yasuda K.
  • 学会等名: the XVII Congress of International Society of Electrophysiology and Kinesiology (ISEK)
  • 発表場所: Niagara Falls, Ontario, Canada
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] Synovium-derived fibroblast transplantation possibly deteriorates mechanical properties of the regenerated tissue in the patellar tendon after the harvest of its central one-third portion (2008)
  • 著者名/発表者名: Tohyama H, Okamoto S, Hayashi K, Yasuda K.
  • 学会等名: International Symposium on Ligaments & Tendons VIII
  • 発表場所: Stanford University, CA, U.S,A
  • 年月日: 2008-03-01
• [学会発表] The implantation of autologous synovial tissue-derived fibroblasts after TGF-beta stimulation Inhibits mechanical and ultrastructural deterioration of the ACL after the in situ freeze-thaw treatment (2007)
  • 著者名/発表者名: Tohyama H., Okuizumi T., Kondo E., Nakamura H., Yasuda K.
  • 学会等名: The 6th biennial congress of International Society of Arthroscopy, Knee, and Orthopaedic Sports Medicine
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 2007-05-29
• [学会発表] The effect of cytokine inactivation on stress-deprived patellar tendons tendons (2007)
  • 著者名/発表者名: Tohyama H., Kondo E. , Miyatake S., Katsura T., Yasuda K.
  • 学会等名: the 7th International Symposium on Ligaments & Tendons
  • 発表場所: La Jolla, Carifornia, U.S.A
  • 年月日: 2007-02-10
• [図書] 後十字靱帯二重束再建術(安田和則編 : OS NOW Instruction No.8 スポーツによる膝・足関節靱帯損傷の治療) (2008)
  • 著者名/発表者名: 遠山晴一, 安田和則
  • 総ページ数: 94-99
  • 出版者: メジカルビュー, 東京
• [図書] 靱帯・腱(岩谷 力ほか編 : 運動器リハビリテーションクルズス) (2008)
  • 著者名/発表者名: 遠山晴一, 安田和則
  • 総ページ数: 16-19
  • 出版者: 南江堂, 東京
• [図書] 力とモーメント, 関節にかかる負荷(越智隆弘編 : 最新整形外科大系 運動器の生物学と生体力学) (2008)
  • 著者名/発表者名: 遠山晴一, 安田和則
  • 総ページ数: 202-207
  • 出版者: 中山書店, 東京
• [図書] Growth Factors and Other New Methods for Graft Healing Enhancement(Chadwick Prodromos, Charles Brown, Freddie Fu, edt. : THE ANTERIOR CRUCIATE LIGAMENT : RECONSTRUCTION AND BASIC SCIENCE) (2007)
  • 著者名/発表者名: Tohyama H., Yasuda K.
  • 出版者: WB Saunders Co
• [図書] ジャンパー膝(山口 撤、北原光夫、福井次矢編 : 今日の治療指針2007) (2007)
  • 著者名/発表者名: 遠山晴一
  • 総ページ数: 767-768
  • 出版者: 医学書院, 東京
• [図書] 半月板切除(越智隆弘編 : 最新整形外科大系 膝関節・大腿) (2006)
  • 著者名/発表者名: 遠山晴一, 安田和則
  • 総ページ数: 327-331
  • 出版者: 中山書店, 東京
• [図書] 治癒促進のための前十字靱帯再建膝への成長因子の応用(宗田 大編 : 実践すぐに役立つ膝靱帯損傷 診断・治療マニュアル) (2006)
  • 著者名/発表者名: 遠山晴一, 安田和則
  • 総ページ数: 36-43
  • 出版者: 全日本病院出版, 東京
• [図書] 膝関節の診察(守屋秀繁, 糸満盛憲, 内田淳正, 荻野利彦, 黒坂昌弘, 戸山芳昭編 : 整形外科診療実践ガイド) (2006)
  • 著者名/発表者名: 遠山晴一, 安田和則
  • 総ページ数: 47-51
  • 出版者: 文光堂, 東京