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2023 年度 実績報告書

非外科的局所膝関節軟骨圧迫損傷モデルラットに対する理学療法介入効果研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H03302
研究機関京都大学

研究代表者

伊藤 明良  京都大学, 医学研究科, 講師 (50762134)

研究分担者 黒木 裕士  京都大学, 医学研究科, 教授 (20170110)
西谷 江平  京都大学, 医学研究科, 助教 (70782407)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード変形性関節症 / 理学療法 / リハビリテーション / ラット / 関節軟骨 / 細胞移植
研究実績の概要

関節軟骨を主体とする疾患である変形性膝関節症(Knee osteoarthritis:以下、膝OA)の罹患者は非常に多く、その大部分は一次性膝OAであると考えられている。これまで、理学療法介入は膝OA治療の第一選択肢として挙げられてきた。しかしながら、膝OA病態へ及ぼす効果は不明なままである。これを解決するために、本研究では申請者らが開発した非外科的局所膝関節軟骨圧迫損傷モデルラットに対して理学療法介入等の効果を検証し、その作用メカニズムの解明を試みた。研究最終年度として、自発走行運動および間葉系幹細胞移植治療を施行することで、各方法の膝OA防止効果を検証し、作用メカニズムを探索した。その結果、細胞移植治療は対照群と比較して優位に関節軟骨変性を抑制することが明らかとなり、マトリックスメタロプロテアーゼ13およびカスパーゼ3の生成抑制の関与が示唆された。また、昨年度の研究により、短期的な自発走行運動では損傷部関節軟骨に及ぼす影響は観察されなかったことから、脛骨関節面にOA様変化が緩徐に進行するという本モデル動物の特徴を活かし、長期的な病態変化を組織学的、分子生物学的に検証した。その結果、損傷モデル作成後、圧迫刺激を受けていない脛骨関節軟骨中央部にてOA様変性が、6ヶ月以降に発症することが示唆された。この変化は同週齢で生じないことを確認し、圧迫刺激に起因するものと推測された。これは、本モデル動物がヒトで観察されるような長期的なOA発症表現型を呈するユニークなモデルと成り得ることを示唆している。また、膝OAの発症・進行機序の理解につながり、理学療法介入の標的候補分子を探索するツールと成り得ると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Harvard Medical School(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Harvard Medical School
  • [雑誌論文] Analysis of Molecular Changes and Features in Rat Knee Osteoarthritis Cartilage: Progress From Cellular Changes to Structural Damage2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Zixi、Ito Akira、Kuroki Hiroshi、Aoyama Tomoki
    • 雑誌名

      CARTILAGE

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1177/19476035231213174

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Molecular Changes in Rat Knee Articular Cartilage after One Session Low-Force Cyclic Compression: Progress from Cellular Changes to Structural Damage2024

    • 著者名/発表者名
      Zixi Zhao, Akira Ito, Chia Tai, Ryo Nakahara, Shixuan Xu, Hiroshi Kuroki, Tomoki Aoyama
    • 学会等名
      2024 OARIS World Congress on Osteoarthritis
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring Long-Term Effects of Low-Force Compression on the Knee2024

    • 著者名/発表者名
      Zixi Zhao, Akira Ito, Chia Tai, Ryo Nakahara, Shixuan Xu , Hiroshi Kuroki, Tomoki Aoyama
    • 学会等名
      Tenth Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitigating Cartilage Degeneration in a Low Mechanical-Compression Rat Model through Allogeneic Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells Intra-Articular Injections2024

    • 著者名/発表者名
      Chia Tai, Akira Ito, Zixi Zhao, Ryo Nakahara, Shixuan Xu, Hiroshi Kuroki, Tomoki Aoyama
    • 学会等名
      Tenth Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultrasound therapy affects the development of intraarticular adhesions in rats2024

    • 著者名/発表者名
      Ryo Nakahara, Akira Ito, Momoko Nagai-Tanima, Zixi Zhao, Chia Tai, Shixuan Xu, Fumika Miyamoto, Tomoki Aoyama, Hiroshi Kuroki
    • 学会等名
      Tenth Annual International Symposium on Regenerative Rehabilitation
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト骨髄由来およびヒトiPS細胞由来間葉系幹細胞の軟骨分化過程における培養温度の影響2024

    • 著者名/発表者名
      宮本史佳, 中原崚,徐仕軒,戴嘉,趙梓汐,谷間桃子,黒木裕士,伊藤明良
    • 学会等名
      日本物理療法合同学術大会2024
  • [学会発表] 培養温度がヒト骨髄由来間葉系幹細胞の軟骨分化能に与える影響の検討2023

    • 著者名/発表者名
      宮本史佳,中原崚,徐仕軒,戴嘉,趙梓汐,谷間桃子,黒木裕士,伊藤明良
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
  • [備考] 運動器系リハビリテーション科学研究室Website

    • URL

      https://kuroki-lab.hs.med.kyoto-u.ac.jp/

  • [備考] 再生リハビリテーションWebsite

    • URL

      http://regenerative-rehabilitation.com/jp/

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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