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。

运动疗法是骨关节炎(OA)的有效保守治疗方法，需要开发一种可以在短时间内、低负荷有效实施的运动疗法。另一方面，近年来，体内缺氧反应机制也引起了肌肉骨骼设备领域的关注。在缺氧环境中，软骨细胞通过缺氧诱导因子（HIF）-1α的表达来维持体内平衡。我们认为，低氧环境下的运动疗法可能能够通过激活因骨关节炎而减少的关节软骨中的HIF-1α，从而有效地预防和治疗骨关节炎。在体内研究低氧环境对软骨代谢的影响。将Wistar大鼠置于12%氧气的低氧室中2、6、12、24、48和96小时，并测量双膝关节软骨中的基因表达。根据缺氧暴露时间观察到基因表达的变化。暴露12小时后，聚集蛋白聚糖和VEGF增加最多，但没有观察到HIF-1a增加。暴露 96 小时后，还测量了 HIF-1α 蛋白表达，发现其表达有所增加。综上所述，低氧环境的暴露时间很可能对基因表达产生很大影响，我们相信通过检查低氧环境的条件可以发挥软骨保护作用。