関節軟骨および軟骨細胞に対する物理的刺激を用いたリハビリテーションの基礎的研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25242055
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 黒木 裕士 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20170110)
• 研究分担者: 秋山 治彦 岐阜大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60402830) ; 青山 朋樹 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90378886)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 関節軟骨 / 軟骨細胞 / 物理的刺激 / リハビリテーション

研究実績の概要

プロジェクトＡとプロジェクトＢを実施した。
プロジェクトＡでは、家兎の膝関節、大腿骨滑車の軟骨に骨軟骨移植モデルを作り、同モデルをさらに荷重／非荷重の２種類の条件下で飼育した。移植軟骨の術後の経過をこの２種類の条件下で比較をするために、肉眼的観察、組織学的観察、および免疫組織学的観察を行う計画であった。また超音波解析、FTIR解析および力学的解析によって調べる計画であった。骨軟骨移植モデルは作成できたが、非荷重条件では飼育中に動物の体重が約３分の２に減少する等、当初には予期できない事態が生じ、荷重条件と非荷重条件における比較は適当ではないと判断した。現在、この体重減少等の問題を生じない対応策を検討している。プロジェクトＢではラットの変形性膝関節症モデルを作り、荷重・免荷、走行運動負荷を行った。また温度条件が軟骨細胞に及ぼす影響を調べた。
これらのプロジェクトＡとＢに関わる研究資料収集および研究の進捗状況報告、および成果報告を行った。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

プロジェクトＡでは非荷重条件では飼育中に動物の体重が約３分の２に減少する等、当初には予期できない事態が生じ、荷重条件と非荷重条件における比較は適当ではないと判断した。現在、この体重減少等の問題を生じない対応策を検討している。一方、プロジェクトＢではラットの変形性膝関節症モデルを作り、荷重・免荷、走行運動負荷を行った。また温度条件が軟骨細胞に及ぼす影響を調べる等、概ね計画通りに研究が進捗している。

今後の研究の推進方策

プロジェクトＡの非荷重条件飼育中の問題が解決できないようであれば、骨軟骨移植モデルではなく、通常の非荷重飼育を試みることで研究を進捗させたい。プロジェクトＢは順調に進展しているのでこのまま継続する。

研究成果

• [雑誌論文] Regional comparisons of porcine menisci (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhang X, Aoyama T, Ito A, Tajino J, Nagai M, Yamaguchi S, Iijima H, Kuroki H.
  • 雑誌名: J Orthop Res 巻: 32 ページ: 1602-11
  • DOI: 10.1002/jor.22687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contributions of biarticular myogenic components to the limitation of the range of motion after immobilization of rat knee joint. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagai M, Aoyama T, Ito A, Iijima H, Yamaguchi S, Tajino J, Zhang X, Akiyama H, Kuroki H.
  • 雑誌名: BMC Musculoskelet Disord 巻: 15 ページ: 224
  • DOI: 10.1186/1471-2474-15-224.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Destabilization of the medial meniscus leads to subchondral bone defects and site-specific cartilage degeneration in an experimental rat model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Iijima H, Aoyama T, Ito A, Tajino J, Nagai M, Zhang X, Yamaguchi S, Akiyama H, Kuroki H.
  • 雑誌名: Osteoarthritis Cartilage 巻: 22 ページ: 1036-43
  • DOI: 10.1016/j.joca.2014.05.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of reference genes for human chondrocytes cultured in several different thermal environments. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito A, Aoyama T, Tajino J, Nagai M, Yamaguchi S, Iijima H, Zhang X, Akiyama H, Kuroki H.
  • 雑誌名: Int J Hyperthermia 巻: 30 ページ: 210-6
  • DOI: 10.3109/02656736.2014.906048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immature articular cartilage and subchondral bone covered by menisci are potentially susceptive to mechanical load. (2014)
  • 著者名/発表者名: Iijima H, Aoyama T, Ito A, Tajino J, Nagai M, Zhang X, Yamaguchi S, Akiyama H, Kuroki H.
  • 雑誌名: BMC Musculoskelet Disord 巻: 15 ページ: 101
  • DOI: 10.1186/1471-2474-15-101.
  • 査読あり
• [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] Effects of the thermal environment on articular chondrocyte metabolism: a fundamental study to facilitate establishment of an effective thermotherapy for osteoarthritis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito A, Aoyama T, Tajino J, Nagai M, Yamaguchi S, Iijima H, Zhang X, Akiyama H, Kuroki H.
  • 雑誌名: J Jpn Phys Ther Assoc 巻: 17 ページ: 14-21
  • DOI: 10.1298/jjpta.17.14.
  • 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