The effect of mechanical stress on enthesis homeostasis in a rat Achilles enthesis organ culture model

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K16662
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Saito Taichi 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (70644384)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: エンテーシス

Outline of Final Research Achievements

We used ex vivo models in organ cultures of rat Achilles tendons with calcaneus including the enthesis. The organ was attached to a mechanical stretching apparatus that can conduct cyclic tensile strain. We made the models of 1‐mm elongation (0.5 Hz, 3% elongation), 2-mm elongation (0.5 Hz, 5% elongation), and no stress. The results of this study suggested that 1‐mm elongation can maintain the structure of the enthesis, while 2‐mm elongation promotes degenerative changes.

Free Research Field

Orthopedics

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

腱付着部は組織学的にも大きく異なる運動器を連結している重要な構造であり、故にその損傷は大きな問題となり、治療介入が必要とされる。しかし残念なことに、従来の保存療法・手術療法を含めた治療法ではエンテーシスの正常構造を再構築できず、治療後に再断裂が生じることが問題点として挙げられる。そこで再生医療の発展が望まれるが、そのためには組織発生・変性メカニズムについて理解する必要がある。本研究によりメカニカルストレスの強弱が直接的に腱付着部の構造変化に関与することが明らかとなった。今回解明されたメカニカルストレスとの関係が今後腱着部の病態解明、再生治療の一助となりうる。