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2014 年度 実績報告書

加齢および廃用性骨萎縮における骨代謝の神経性調節の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25282163
研究機関新潟医療福祉大学

研究代表者

山本 智章  新潟医療福祉大学, ロコモティブ症候群予防研究センター, 副センター長 (30445902)

研究分担者 大西 秀明  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (90339953)
田巻 弘之  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (40253926)
桐本 光  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (40406260)
與谷 謙吾  鹿屋体育大学, その他部局等, 講師 (10581142)
高橋 英明  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 助教 (90636250)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード老化 / 神経 / 骨代謝 / 不動
研究実績の概要

平成26年度においては、加齢や不動による骨内支配神経の分布変化を検討することを目的とした。そのため、実験動物には高齢期ラット及び下肢不動モデルラットを作成して実験に用いた。高齢期ラットは1.5年齢から2年齢以上のラットを用い加齢性骨減少のモデルとし、また坐骨神経を除神経手術して不動モデルを作成し、不動による骨萎縮のモデルとした。昨年度の若齢ラットを対象としたケースと同様に、採取した脛骨及び大腿骨は3次元マイクロCT撮影を行い、骨量および構造解析のデータを得て、内部の微細構造可視化と定量化を行った。また骨の強度測定として破断試験機を用いて3点曲げ試験による骨破断強度を計測した。不動および加齢による海綿骨骨梁構造は骨梁幅、骨梁数、骨梁連結密度が有意に低下しており、骨梁間距離が有意に増大していた。骨量のネットワーク構造が疎になっていることが示唆された。一方、皮質骨構造においては、不動初期では皮質骨面積、外径等の構造パラメータに有意な差はなく、構造以外の因子が骨強度低下に影響したものと推察された。
また、免疫染色や蛍光顕微鏡観察、神経線維イメージングと定量化を実施し、加齢や不動による感覚線維等の神経分布密度の変化について検討した。
骨内神経のイメージングとして採取した脛骨組織から顕微鏡観察用の試料を作成し、骨髄を含む脛骨近位端骨梁エリアを対象にNF200、CGRP、TRPV1の各種神経マーカー抗体で神経線維を免疫染色した。これらは皮質骨領域だけでなく骨髄・骨梁領域においても神経走行が確認され、感覚神経の分布が認められた。除神経による不動の場合、対側と比較して感覚神経走行密度が有意に低下しており、感覚神経の分布変化と海綿骨量の変化に関連性があることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
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

研究目的(H26年度)に挙げた、高齢期および不動モデルラット下肢骨の3次元糊料構造解析、骨強度計測、骨組織採取、免疫組織化学による骨内神経線維の蛍光観察に関する実験は成功し、データの一部は国内外の学会で発表でき、当初の目的を達成することができた。

今後の研究の推進方策

今後、高血圧や糖尿病などの動物を用いて、骨内神経支配の様相に対する代謝異常の影響を検討していく。交感神経線維の支配密度が変化する時期の同定など、骨量低下、骨代謝の亢進と神経支配の変化時期との関連性について検証していく。そのため免疫組織化学による神経線維のイメージングと3次元マイクロCTによる骨内部構造のイメージングの手法を今後も併用していく方策である。

次年度使用額が生じた理由

購入予定していた解析装置の制御プログラムが今年度内も調整が完了せず、代替となる機器を購入し、その差額分を次年度に使用して当該機器の購入に使用する計画であるため。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額を用いて、解析装置の購入をする計画である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] アンチエイジングのためのスポーツ 骨代謝改善に果たすスポーツの役割2014

    • 著者名/発表者名
      山本智章
    • 雑誌名

      日本整形外科スポーツ医学会雑誌

      巻: 34 ページ: 239-242

  • [雑誌論文] 脆弱性骨折における現状の問題点と海外での取り組み2014

    • 著者名/発表者名
      山本智章
    • 雑誌名

      整形外科

      巻: 65 ページ: 730-734

  • [雑誌論文] Electrical stimulation of denervated rat skeletal muscle retards trabecular bone loss in early stages of disuse musculoskeletal atrophy.2014

    • 著者名/発表者名
      Tamaki H, Tomori K, Yotani K, Ogita F, Sugawara K, Kirimto H, Onishi H, Yamamoto N, Kasuga N.
    • 雑誌名

      J Musculoskelet Neuronal Interact.

      巻: 14 ページ: 220-228

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 低頻度電気刺激誘発性筋収縮が不動初期の筋毛細血管の形態に及ぼす効果.2014

    • 著者名/発表者名
      中川弘毅,田巻弘之,荻田 太,山本智章,大西秀明
    • 学会等名
      第4回日本基礎理学療法学術大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
  • [学会発表] 高齢ラットの廃用性骨量低下を軽減する筋電気刺激の効果2014

    • 著者名/発表者名
      田巻 弘之, 與谷謙吾, 荻田 太, 桐本 光, 大西秀明, 山本智章, 春日規克
    • 学会等名
      第69回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-21
  • [学会発表] Streptomycin inhibits effects of electrical stimulation-induced muscle force on reducing disused bone loss.2014

    • 著者名/発表者名
      Tamaki H, Yotani K, Kirimoto H, Sugawara K, Tsubaki A, Onishi H, Yamamoto N, Kasuga N
    • 学会等名
      2014 Annual Meeting of American Society for Bone and Mineral Research
    • 発表場所
      Houston
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-15
  • [学会発表] 骨リモデリングから考える骨粗鬆症治療のあり方2014

    • 著者名/発表者名
      山本智章
    • 学会等名
      日本骨形態計測学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-06-12 – 2014-06-14
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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