軟骨幹細胞をモチーフとしたマルチモダルリハビリテーション手法の確立

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23300199
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 青山 朋樹 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90378886)
• 研究分担者: 黒木 裕士 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20170110) ; 高桑 徹也 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40244933) ; 三浦 美樹子 島根大学, 医学部, 助教 (40447925)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: リハビリテーション / 関節軟骨 / 物理療法 / 理学療法 / 運動療法 / 再生医療

研究概要

当該研究は軟骨幹細胞の存在の証明、細胞を取り巻く環境構造、軟骨幹細胞に与えるリハビリテーションの影響を、解剖学、病理学、分子生物学、薬理学、再生医学、リハビリテーション医学の多方面からアプローチしている。これまでは関節軟骨の研究は別々に実施
していたため、研究開発のストラトジーが作りにくく、散逸していたものを、軟骨幹細胞というキーワードで集学的に実施しているのが当該研究の特徴である。これらの検証のため、①構造（解剖学、病理学アプローチ）、②シグナル（分子生物学、薬理学、再生医学アプローチ）、③理学療法刺激による再生促進効果（リハビリテーション医学アプローチ）をそれぞれのユニットに分けて実施している。
① 構造：関節軟骨最表層の構造を免疫電子顕微鏡観察により明らかにした。この結果から関節軟骨最表層の三次元構造及び構成成分が明らかになり、リハビリテーションアプローチの糸口になった（Fujioka R；Osteoarthritis Cartilageに掲載）。
② シグナル：関節軟骨最表層の細胞がPGE2受容体のうちのEP2受容体を発現していることを明らかにし、EP2受容体を介したシグナルが細胞増殖を促進、基質破壊を抑制している事を明らかにした（Mitsui H; Arthritis Res Therに掲載)。
③ 物理療法刺激によるIn vitro再生促進効果：軟骨細胞を用い、超音波刺激によって関節軟骨の基質破壊が抑制されることが明らかにし（Ito A;Ultrasound Med Biolに掲載）、基質産生を促進することを明らかにした（Ito A; Int J Hyperthermiaに掲載 ）。
④ 運動療法刺激によるIn Vivo再生促進効果：ラットを用いて変形性関節症モデルを作成し、ここに細胞移植及び運動療法を付加した際に治癒促進が得られることを明らかにし、再生医療におけるリハビリテーションの有効性を示した（Yamaguchi S; J Orthop Resに掲載）

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Optimum temperature for extracellular matrix production by articular chondrocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito A, Aoyama T, Iijima H, Nagai M, Yamaguchi S, Tajino J, Zhang X, Akiyama H,Kuroki H.
  • 雑誌名: Int J Hyperthermia. 巻: 30 ページ: 96-101
  • DOI: 10.3109/02656736.2014.880857.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of measurement system for task oriented step tracking using laser range finder. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumura T, Moriguchi T, Yamada M, Uemura K, Nishiguchi S, Aoyama T, Takahashi M.
  • 雑誌名: J Neuroeng Rehabil. 巻: 10 ページ: 47
  • DOI: 10.1186/1743-0003-10-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Transcription Factor Sp3 Regulates the Expression of a Metastasis-Related Marker of Sarcoma, Actin Filament-Associated Protein 1-Like 1 (AFAP1L1). (2013)
  • 著者名/発表者名: Kajita Y, Kato T Jr, Tamaki S, Furu M, Takahashi R, Nagayama S, Aoyama T, Nishiyama H, Nakamura E, Katagiri T, Nakamura Y, Ogawa O, Toguchida J.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e49709
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0049709.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The layered structure of the articular surface. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujioka R, Aoyama T, Takakuwa T.
  • 雑誌名: Osteoarthritis Cartilage. 巻: 21 ページ: 1092-8
  • DOI: 10.1016/j.joca.2013.04.021.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of exercise level on biomarkers in a rat knee model of osteoarthritis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi S, Aoyama T, Ito A, Nagai M, Iijima H, Zhang X, Tajino J, Kuroki H.
  • 雑誌名: J Orthop Res. 巻: 31 ページ: 1026-31
  • DOI: 10.1002/jor.22332.
  • 査読あり
• [学会発表] Culturing temperature affects chondrocyte differentiation and extracellular matrix formation. (2013)
  • 著者名/発表者名: A Ito, T Aoyama, J Tajino, M Nagai, S Yamaguchi, H Iijima, X Zhang, H Akiyama, H Kuroki.
  • 学会等名: 2013 World Congress on Osteoarthritis.
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 20130418-20130421
• [学会発表] Changes on the expression of CD44 in immobilized knee in rats. (2013)
  • 著者名/発表者名: M Nagai, A Ito, X Zhang,S Yamaguchi,H Iijima,J Tajino, T Aoyama, H Kuroki.
  • 学会等名: 2013 World Congress on Osteoarthritis.
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 20130418-20130421
• [学会発表] Is cartilage and subchondral bone covered by menisci weak? (2013)
  • 著者名/発表者名: H Iijima, T Aoyama, A Ito, J Tajino, M Nagai, X Zhang, S Yamaguchi, H Akiyama, H Kuroki.
  • 学会等名: 2013 World Congress on Osteoarthritis.
  • 発表場所: Philadelphia, USA
  • 年月日: 20130418-20130421
• [図書] 再生医療の現況と最前線. (2013)
  • 著者名/発表者名: 青山朋樹、大塚聖視、三井裕人、丸山隆幸、戸口田淳也.
  • 総ページ数: 695
  • 出版者: 金原出版
• [備考] Humanalysis Square
  • URL: http://www.humanalysis-square.com/
• [産業財産権] 培養細胞格納容器及びそれを用いた細胞の輸送及び／又は保管 方法 (2013)
  • 発明者名: 青山朋樹
  • 権利者名: 青山朋樹
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-130781
  • 出願年月日: 2013-06-21