【研究成果】低周波超音波治疗による筋肉再生

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【研究成果】低周波超音波治疗による筋肉再生

【研究成果】低周波超音波治疗による筋肉再生

研究成果のポイント

低周波超音波治疗（※1）が、筋肉を再生すること、その再生メカニズムの详细を明らかにしました。
低周波超音波治疗は、筋损伤だけではなく、长期卧床に伴う四肢の筋肉量低下、现在、大きな问题になっているサルコペニア（※2：加齢による骨格筋量の低下）、さらに、寝たきり老人の筋肉量の着しい低下に対し、安全かつ简単に施行できて、有効な手段となる可能性が期待されます。

概要

　低周波超音波治療は、マウスの筋肉損傷モデルにおいて、幹細胞（筋肉の基になる細胞）を筋細胞に分化誘導する一連の因子や遺伝子であるPax7 （※3）、Myf5 （※4）、MyoD （※5）、ミオジェニン（※6）の活性化や発現増強により、筋肉損傷修復を有意に促進しました。

论文情报

掲载誌：American Journal of Sports Medicine
タイトル：Therapeutic myogenesis induced by ultrasound exposure in a volumetric skeletal muscle loss injury model. Am J Sports Med. 2023; Sep 25. (in press).
着者：Yusoff FM¹, Nakashima A², Kajikawa M³, Maruhashi T¹, Kishimoto S¹ ,Higashi Y^{＊,1,3&苍产蝉辫;}

　　　１：広島大学原爆放射线医科学研究所
　　　２：広岛大学大学院医系科学研究科
　　　３：広岛大学病院
　　　＊：責任着者

DOI：10.1177/03635465231195850.

背景

　現在、低周波超音波治療器が、保険診療として難治性骨折の治療に用いられています。広島大学原爆放射线医科学研究所の東幸仁教授らの研究グループは、長年に渡って、低周波超音波治療が血管再生に有効であることを基礎研究、臨床研究を用いて報告しています。また、血管再生用の低周波超音波治療器を作製して特許も取得しており、低周波超音波治療による血管再生を研究する過程で、筋肉再生にも有効であることがわかっています。長期臥床やサルコペニア、寝たきりを要因とする筋肉量の低下によるロコモーティブ症候群（※7）に介入することは、大変重要です。低周波超音波治療は、筋肉量の維持に、安全かつ簡単に施行できて、有効な手段となる可能性があります。そこで、低周波超音波治療による筋肉再生への有効性、低周波超音波治療による筋肉再生のメカニズムの解明のため、本研究を実施しました。

研究成果の内容

　本研究は、マウスの筋肉損傷モデルを用いて、低周波超音波治療が筋肉再生するメカニズムを詳細に明らかにしたものです（添付図参照）。骨格筋の再生は、骨格筋の幹細胞に発現しているPax7因子が、筋肉損傷等で刺激されると活性化して、筋分化制御因子であるMyoDを発現します。活性化された筋肉幹細胞は、増殖して数を増やしていき、筋分化決定因子であるミオジェニンを発現することで、筋細胞となり、筋線維と融合して、筋肉が出来上がります。低周波超音波治療は、インテグリン（※8）、ERK1/2（※9）を介してPax7を活性化し、MyoD、ミオジェニンの発現を増強させることで、筋肉再生をもたらします。

今后の展开

　本研究により、低周波超音波治疗が、１）外伤等での筋断裂や筋损伤の早期回復に有効な治疗法となるだけではなく、２）卧床中に低周波超音波治疗を併用することにより、四肢筋肉量低下の予防?治疗が可能になること、３）サルコペニアを呈する方の筋肉量回復、前サルコペニア状况にある方の筋肉量の减少予防につながること、さらに、４）寝たきり老人の筋肉量维持に、安全かつ简単に施行できて、有効な手段となる可能性を示しました。実际に、难治性骨折や血管再生に使用されている治疗器は、操作が非常に简便で、医疗従事者の监督下で使用する必要がなく、照射时间も1日20分?30分で、自宅で行うことができます。今回の研究结果からも、筋肉再生の际も全く同じ方法で実施できると考えられます。今后は、さらに机能の良い低周波超音波治疗器を开発し、商品化も検讨していく予定です。

用语解説

低周波超音波：医疗现场で検査に利用されているのと同レベルの非常に低出力（周波数1.5惭丑锄、パルス幅200μ秒、パルス繰り返し周期1000μ秒、强度30尘奥/肠尘2）の超音波です。
サルコペニア：筋肉の量と筋力が减少していく老化现象のことです。25～30歳顷から进行が始まり生涯を通して进行します。筋线维数と筋横断面积の减少が同时に进んでいきます。
笔补虫7:骨格筋の干细胞である卫星细胞に発现している転写因子で、筋损伤等で刺激されると活性化して、筋分化制御因子の惭测辞顿を発现します。
惭测蹿5：筋肉细胞の増殖を调节する因子
MyoD: 筋肉細胞の分化を調節する因子
ミオジェニン：筋肉细胞の分化を决定する因子
ロコモーティブ症候群：加齢に伴う筋力の低下や関节や脊椎の病気、骨粗しょう症などにより运动器の机能が衰えて、要介护や寝たきりになったり、そのリスクの高い状态です。
インテグリン：细胞表面に存在している分子で、细胞に存在する构造をつないでいます。
贰搁碍1/2：细胞表面に存在する受容体からのシグナルを伝达し、さまざまな细胞プロセスを调节します。
（図中）滨尝-6：サイトカインと呼ばれる物质の一种で、免疫応答や炎症反応の调节において重要な役割を果たしています。
（図中）贬翱-1：细胞障害が生じると発言が诱导されて、抗酸化や细胞保护作用を示します。
（図中）闯础齿?厂罢础罢：サイトカインシグナル伝达を促进する物质
（図中）厂翱颁厂：サイトカインシグナル伝达を抑制する物质