腱板断裂に対するヘッジホッグシグナルを介した修復促進治療の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09554
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 唐杉 樹 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (80706482)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 徳永 琢也 熊本大学, 病院, 特任助教 (60759520)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 腱板断裂 / 腱板修復術 / 再断裂 / Hedgehog (Hh)シグナル

Outline of Annual Research Achievements

腱板断裂は疼痛や筋力低下などの肩関節の機能障害をもたらし、罹患率は高齢になるにつれて上昇し、80歳代では人口の約半数が罹患しているとの報告もある疾患である。手術療法として腱板修復術が行われているが、術後早期の再断裂はまれではなく、現状では術後に長期の治療期間を必要としている。再断裂の原因として、腱－骨間の不十分な修復が一因とされており、再断裂率の減少や術後治療期間の短縮へとつながる新たな治療法が切望されている。近年、腱付着部の発生過程の解析によってHedgehog(Hh)シグナルが重要な働きをもつことが報告されている。また、申請者らは腱板付着部損傷後の修復過程における内在性のHhシグナルは限定的であることを示唆させる先行研究結果を得た(H30-31若手研究)。本研究ではこれらの知見を元に腱板修復過程におけるHhシグナルの活性化による修復促進効果を検証するとともに修復促進のメカニズムの解明を目指している。実際の研究内容は、Hhシグナルアゴニスト(SAG) の投与による腱板修復促進効果、および成長因子FGF-2との共投与による効果をラット腱板修復モデルを用いた実験を行う予定である。
現在、これまでと同様にSAGを投与することによる腱板修復部におけるHhシグナル活性化の評価を行っている。麻酔下に成熟SDラット(20週齢)の左肩棘上筋腱を切離し、上腕骨付着部線維軟骨を除去後、断端をプロリン糸で骨に修復し、SAG(1mM)を徐放担体(ゼラチンハイドロゲル)に含浸させ左肩に投与する群とPBSのみ投与した対照群を作成し、術後1週、2週に肩組織を採取し組織評価を行っている。同時に組織学的評価を行い、修復組織中のHhシグナル活性化を評価している。また修復した腱板の力学的評価を術後6週に安楽死させ採取した肩組織より作成した資料に対し張力測定器を用いて引っ張り破断試験を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現在、以下の①－⑤の５つの実験系を遂行中である。
（１）SAG 投与による① 腱板修復部におけるHhシグナル活性化の評価 ② 腱板修復組織の力学強度への影響の評価 ③ 腱板修復部組織学的所見への影響の評価 ④ 腱板修復過程における修復部間葉系細胞への影響に対する免疫組織学的な評価
（２）これら①－④の実験の結果を受けて ⑤ FGF-2とSAGの共投与による腱板修復への影響の評価
現在、この研究の軸となる上記実験（１）①－③に集中的に取り組んでいる。これらの実験にて安定した結果が得られた場合、以降④以下の実験を円滑に進行することが可能となる。現時点ではモデルの評価にばらつきが認められるため、自己点検による評価は「やや遅れている」とした。

Strategy for Future Research Activity

上記の①－③の実験　① 腱板修復部におけるHhシグナル活性化の評価 ② 腱板修復組織の力学強度への影響の評価 ③ 腱板修復部組織学的所見への影響の評価　について、ラットモデルの個体のばらつきがないことを確認した上で、④、⑤の実験へと進めていく。実験系の確立のためには、SAGの濃度・担体の種類、手術法など考慮が必要な要因が未だ存在していると考えており、至適条件が得られる手法を探索中である。われわれがこれまでに行った過去の実験において、これらの研究を遂行するための実験手技や実験設備は整っており、今後の研究進行に支障は無いと考えている。