前十字靭帯治癒過程の細胞外マトリクス合成機序解明と促進するリハビリテーション開発
【研究キーワード】
前十字靭帯損傷 / 自己治癒 / 実験動物モデル / fibrosis / メカノバイオロジー / 運動 / 細胞外マトリクス / TGF-β
【研究成果の概要】
完全損傷した前十字靭帯 (Anterior Cruciate Ligament: ACL) を自己治癒に導く保存的治療法の確立へ向け,本年度は治癒したACLの力学的強度は正常の60%であったという課題の解決へ向けた実験胴部モデル研究を実施した.この不十分な治癒が生じる要因は,治癒部に線維芽細胞が凝集するところまでは正常な治癒反応と同等の反応を示すが,その後に靭帯を形づくり,力学的強度の回復に重要なCollagen線維を含む細胞外マトリクスの合成が不十分なまま終わる点にある.そこで,この損傷ACL治癒過程における細胞生物学的な治癒反応を,メカノバイオロジー機構を介して促進させるため,治癒過程に適した運動介入(リハビリテーション)を行うことの功罪を評価した.その前段階として,ACL損傷の発症頻度における性差を考慮し,我々のACL治癒モデルにおける治癒反応の性差を比較したところ,雌の方が治癒反応が低い可能性を示すデータが得られた.このデータを基盤として,8週齢の雌性Bl6マウスを対象とし,ACLを非外科的に完全断裂させた後,脛骨の前方変位を制動してACLの自己治癒を導き,術後4週時点でトレッドミル運動を開始した.この時に膝関節の制動を除去して治癒人体に負荷をかける群と膝関節の制動を継続した群を設定し.介入開始後8週での膝関節不安定性計測と、組織学的評価を実施した。結果として,両群間で膝関節の不安定性は差を認めず,組織学的な観察においても群間で差を認めなかった.これらの結果は,損傷後4週時点からの運動介入は損傷後に自己治癒したACLに有害事象を招かないというポジティブな結果と解釈できる.このデータを基盤として,治癒ACLの細胞外マトリクス合成を促進する運動の負荷量を同定に繋げるための基礎データを確立することができた.
【研究代表者】
【研究分担者】 |
金村 尚彦 | 埼玉県立大学 | 保健医療福祉学部 | 教授 | (Kakenデータベース) |
村田 健児 | 埼玉県立大学 | 保健医療福祉学部 | 助教 | (Kakenデータベース) |
酒井 崇匡 | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)