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Establishment of a new exercise therapy for osteoarthritis using HIF-1alpha regulation by hypoxia

利用缺氧调节 HIF-1α 建立新的骨关节炎运动疗法

基本信息

批准号：
21H03295
负责人：
新井祐志
金额：
$ 9.98万
依托单位：
Kyoto Prefectural University of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03295/
关键词：
HIF-1α 整形外科リハビリテーション低酸素軟骨

项目摘要

運動療法は変形性関節症(osteoarthritis; OA)に対する有効な保存療法であり、短時間かつ低負荷で効率的に施行可能な運動療法の開発が求められている。一方、近年では体内での低酸素応答メカニズムが運動器の分野でも注目されている。低酸素環境では、低酸素誘導因子hypoxia-inducible factor(HIF)-1αの発現を介して軟骨細胞は恒常性を維持している。低酸素環境下運動療法で、OAにより減少した関節軟骨のHIF-1αを賦活化させることにより効率的にOAを予防・治療できるのではないかと考える。低酸素環境が軟骨代謝に及ぼす影響についてin vivoで検討した。wistar系ラットを低酸素チャンバー内で酸素濃度12%で2時間、 6時間、 12時間、 24時間、 48時間、 96時間飼育し、両膝関節の軟骨における遺伝子発現を測定した。低酸素暴露時間により遺伝子発現に変化を認めた。12時間の暴露でaggrecan、VEGFが最も増加したが、 HIF-1aの増加は認めなかった。96時間の暴露ではHIF-1αのタンパク発現も測定し、増加を認めた。以上のことから低酸素環境の暴露時間が遺伝子発現に大きな影響を与える可能性が高く、低酸素環境の条件設定を検討することにより軟骨保護効果を発揮できると考える。

Exercise therapy for osteoarthrosis (OA) can be applied in a short time with low load rate. A party, in recent years, in the body of the low acid content of the answer to the question, the movement of the field of attention. The expression of hypoxia-inducible factor(HIF)-1α in chondrocytes is mediated by hypoxia-induced environment, and the homeostasis of chondrocytes is maintained. Exercise therapy in a low-acid environment reduces OA and activates HIF-1α in articular cartilage. Low acid environment affects cartilage metabolism and metabolism in vivo Wistar system: low acid concentration 12%, 2 time, 6 time, 12 time, 24 time, 48 time, 96 time incubation, knee joint cartilage damage detection. Low acid exposure time, low acid exposure time 12-hour exposure to aggrecan, VEGF and HIF-1a increased significantly. 96-hour exposure to HIF-1α was detected and increased. The above results show that the exposure time of low acid environment is related to the development of cartilage protective effect.