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2020 年度 実施状況報告書

好中球融合による筋線維の炎症性形質転換 ー慢性筋痛の新規発症メカニズムの解明ー

研究課題

研究課題/領域番号 19K10229
研究機関東北大学

研究代表者

土谷 昌広  東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (60372322)

研究分担者 神崎 展  東北大学, 医工学研究科, 准教授 (10272262)
萩原 嘉廣  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (90436139)
四釜 洋介  国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 口腔疾患研究部, 室長 (10588908)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード顎関節症 / 好中球 / 慢性疼痛 / 筋衛星細胞
研究実績の概要

顎関節症に伴う慢性筋痛の多くは筋・筋膜性疼痛疾患(MPS)と同様の症状を含み,異常な線維性構造(索状硬結)の存在と遷延化した炎症性サイトカイン産生を特徴とする.しかしながら,その発症メカニズムは不明であり,治療法も確立されていない.運動後の筋の超回復では細胞融合/取り込みが活発化し,障害(壊死)細胞をも取り込むことが報告されている.本研究ではその現象に着目し,運動後に浸潤する好中球の取込み(細胞融合のエラー)が炎症性筋線維の形質転換に繋がることを明らかとすることを目的として行う.
これまで①運動時の筋結合織内への好中球遊走とIL-1産生、および②炎症性サイトカインIL-1の筋衛星細胞(筋の幹細胞)の増殖/分化の誘導能について示してきた.本年度、①についてはマウス(Balb/cマウス,オス,5週齢)を用い,反復電気刺激に伴う筋性疼痛を誘導し,筋膜内における好中球の動態について検討を行い、2光子顕微鏡によるライブイメージングを行った.好中球の分子マーカーであるGr-1に対する蛍光標識抗体を用い、筋膜-筋線維境界部を焦点とした形態学的検討を行った.その後,SYTOX投与(細胞外DNA標識蛍光色素)により,筋膜に特徴的に好中球浸潤とその細胞死が生じることを明らかとした。②については筋衛星細胞の培養モデルにより、増殖/分化に対する電気刺激収縮の作用について検討を行った。以上の結果から,筋組織外傷における疼痛発現時において,好中球による炎症反応を誘導・維持する機能によって悪化し、その作用は好中球の細胞死、特にNETosisを介している可能性が示された.
好中球は主要な組織炎症・疼痛性疾患における働きが知られる一方で、筋性疼痛過程における生理的な意義については不明な点が多かったが、我々の結果は筋性疼痛における好中球の活性化を示す所見であることが明らかである.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

好中球による筋膜リモデリング機構への関与を示す結果が本年度に順調に示され、Journal of Anatomyに論文が掲載される運びとなった。令和3年度はそれらの結果の分子レベルでの解析を進める予定である.本年度に示された,好中球欠損マウスにおける筋性疼痛の緩和は本研究の仮説を裏付ける上で非常に重要な所見である.当初の研究計画では論文投稿は次年度であったが,順調に結果が得られたことにより令和3年度中に,日本整形外科学会・総会にて口頭にて研究発表を行う予定である.このことからも,研究計画と比較しても非常に良好な進行具合を示すものと考えられる.また、前採択課題の結果と組み合わせ、好中球による筋性疼痛発現に関する論文を投稿中である。

今後の研究の推進方策

Journal of Anatomyに掲載された論文を更に進める形で、咀嚼様運動モデルを用いて、令和2年度に得られた結果を口腔機能に当てはめ、分子レベルでの解析を進める予定である.本年度に示された,好中球欠損マウスにおける筋性疼痛の改善を示す結果は本研究の仮説を裏付ける上で非常に重要な所見であり,複数の痛みモデルで確認、裏付ける作業は研究結果の再現性という意味でも非常に重要なカギを握る.当初の研究計画では論文投稿をする予定で
である.日本疼痛学会や日本整形外科学会などで研究発表を行い、今後の方向性を得ることが重要と考えられる.

次年度使用額が生じた理由

コロナの影響で実験休止期間があり、その分が次年度に繰り越しとなった。余剰分は動物実験に回し、計画上の遅延分の実験を遂行し、研究実施予定に合わせるように努める。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Prospective Association between Maternal Bonding Disorders and Child Toothbrushing Frequency: a cross‐sectional study of the Japan Environment and Children’s Study2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Shinobu、Tsuchiya Masahiro、Momma Haruki、Nagatomi Ryoichi、Arima Takahiro、Yaegashi Nobuo、Igarashi Kaoru、The Japan Environment, Children’s Study Group
    • 雑誌名

      International Journal of Paediatric Dentistry

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/ipd.12791

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Parents Who Feel a Lack of Communication with Coaches of Youth Sports2021

    • 著者名/発表者名
      Yabe Yutaka、Hagiwara Yoshihiro、Sekiguchi Takuya、Momma Haruki、Tsuchiya Masahiro、Kanazawa Kenji、Yoshida Shinichirou、Itoi Eiji、Nagatomi Ryoichi
    • 雑誌名

      The Tohoku Journal of Experimental Medicine

      巻: 253 ページ: 191~198

    • DOI

      10.1620/tjem.253.191

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Association of musculoskeletal pain in other body parts with new-onset shoulder pain: a longitudinal study among survivors of the Great East Japan Earthquake2021

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Yoshihiro、Yabe Yutaka、Sekiguchi Takuya、Sugawara Yumi、Tsuchiya Masahiro、Yoshida Shinichirou、Onoki Takahiro、Takahashi Tadahisa、Iwatsu Jun、Tsuji Ichiro、Itoi Eiji
    • 雑誌名

      BMJ Open

      巻: 11 ページ: e041804~e041804

    • DOI

      10.1136/bmjopen-2020-041804

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A 5-year Longitudinal Study of Low Back Pain in Survivors of the Great East Japan Earthquake2020

    • 著者名/発表者名
      Yabe Yutaka、Hagiwara Yoshihiro、Sekiguchi Takuya、Sugawara Yumi、Tsuchiya Masahiro、Yoshida Shinichirou、Sogi Yasuhito、Onoki Takahiro、Suzuki Kazuaki、Takahashi Tadahisa、Iwatsu Jun、Tsuji Ichiro、Itoi Eiji
    • 雑誌名

      Spine

      巻: Publish Ahead of Print ページ: -

    • DOI

      10.1097/BRS.0000000000003860

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Joint hemorrhage accelerates cartilage degeneration in a rat immobilized knee model2020

    • 著者名/発表者名
      Sogi Yasuhito、Yabe Yutaka、Hagiwara Yoshihiro、Tsuchiya Masahiro、Onoda Yoshito、Sekiguchi Takuya、Itaya Nobuyuki、Yoshida Shinichiro、Yano Toshihisa、Suzuki Kazuaki、Onoki Takahiro、Itoi Eiji
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 21 ページ: 761

    • DOI

      10.1186/s12891-020-03795-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Imaging of muscle activity‐induced morphometric changes in fibril network of myofascia by two‐photon microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Chaweewannakorn Chayanit、Harada Takashi、Nyasha Mazvita R.、Koide Masashi、Shikama Yosuke、Hagiwara Yoshihiro、Sasaki Keiichi、Kanzaki Makoto、Tsuchiya Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Anatomy

      巻: 238 ページ: 515~526

    • DOI

      10.1111/joa.13339

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low Back Pain in School-Aged Martial Arts Athletes in Japan: A Comparison among Judo, Kendo, and Karate2020

    • 著者名/発表者名
      Yabe Yutaka、Hagiwara Yoshihiro、Sekiguchi Takuya、Momma Haruki、Tsuchiya Masahiro、Kanazawa Kenji、Yoshida Shinichirou、Sogi Yasuhito、Yano Toshihisa、Onoki Takahiro、Itoi Eiji、Nagatomi Ryoichi
    • 雑誌名

      The Tohoku Journal of Experimental Medicine

      巻: 251 ページ: 295~301

    • DOI

      10.1620/tjem.251.295

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Involvement of the Hippocampal Alpha2A-Adrenoceptors in Anxiety-Related Behaviors Elicited by Intermittent REM Sleep Deprivation-Induced Stress in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Yaoita Fukie、Namura Kouta、Shibata Kaede、Sugawara Sayaka、Tsuchiya Masahiro、Tadano Takeshi、Tan-No Koichi
    • 雑誌名

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      巻: 43 ページ: 1226~1234

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00255

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High prevalence of low back pain among young basketball players with lower extremity pain: a cross-sectional study2020

    • 著者名/発表者名
      Yabe Yutaka、Hagiwara Yoshihiro、Sekiguchi Takuya、Momma Haruki、Tsuchiya Masahiro、Kanazawa Kenji、Itaya Nobuyuki、Yoshida Shinichirou、Sogi Yasuhito、Yano Toshihisa、Onoki Takahiro、Itoi Eiji、Nagatomi Ryoichi
    • 雑誌名

      BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation

      巻: 12 ページ: 40

    • DOI

      10.1186/s13102-020-00189-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preceding Poor Physical Function Is Associated with New-Onset Musculoskeletal Pain among Older Natural Disaster Survivors: A Longitudinal Study after the Great East Japan Earthquake2020

    • 著者名/発表者名
      Yabe Yutaka、Hagiwara Yoshihiro、Sekiguchi Takuya、Sugawara Yumi、Tsuchiya Masahiro、Yoshida Shinichirou、Sogi Yasuhito、Yano Toshihisa、Onoki Takahiro、Takahashi Tadahisa、Iwatsu Jun、Tsuji Ichiro、Itoi Eiji
    • 雑誌名

      The Tohoku Journal of Experimental Medicine

      巻: 251 ページ: 19~26

    • DOI

      10.1620/tjem.251.19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Musculoskeletal pain in other body sites is associated with new-onset low back pain: a longitudinal study among survivors of the great East Japan earthquake2020

    • 著者名/発表者名
      Yabe Yutaka、Hagiwara Yoshihiro、Sekiguchi Takuya、Sugawara Yumi、Tsuchiya Masahiro、Yoshida Shinichirou、Sogi Yasuhito、Yano Toshihisa、Onoki Takahiro、Takahashi Tadahisa、Iwatsu Jun、Tsuji Ichiro、Itoi Eiji
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 21 ページ: 227

    • DOI

      10.1186/s12891-020-03234-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RAGE-dependent NF-kB inflammation processes in the capsule of frozen shoulders2020

    • 著者名/発表者名
      Yano Toshihisa、Hagiwara Yoshihiro、Ando Akira、Kanazawa Kenji、Koide Masashi、Sekiguchi Takuya、Itaya Nobuyuki、Onoki Takahiro、Suzuki Kazuaki、Tsuchiya Masahiro、Sogi Yasuhito、Yabe Yutaka、Itoi Eiji
    • 雑誌名

      Journal of Shoulder and Elbow Surgery

      巻: 29 ページ: 1884~1891

    • DOI

      10.1016/j.jse.2020.01.076

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 長期粉末食飼育誘発マウス結腸運動の低下における免疫細胞の関与2020

    • 著者名/発表者名
      八百板富紀枝, 宮澤将之, 土谷昌広, 土谷忍, 丹野孝一
    • 学会等名
      日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] コーチングとスポーツ関連外傷歯既往の関連:宮城県スポーツ少年団団員の横断調査2020

    • 著者名/発表者名
      土谷昌広, 渡部芳彦, 渡辺誠
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会 第129回学術大会

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公開日: 2021-12-27  

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