変形関節症における変性軟骨のコラーゲンネットワーク再構築

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25861316
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 桑田 卓 島根大学, 医学部, 助教 (80509000)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 変形性関節症 / 関節軟骨 / コラーゲンクロスリンク / リジルオキシダーゼ

Outline of Annual Research Achievements

変形性関節症の進行を抑制するためには生活指導や運動療法などを選択することが多いが、関節軟骨自体に作用させて変性を抑制する手段はない。軟骨機能を維持するためには、グリコサミノグリカンとコラーゲンおよびコラーゲン架橋（クロスリンク）によるネットワークの構築と維持が重要である。クロスリンクの形成量を規定する酵素はリジルオキシダーゼ（LOX）である。変形性関節症の進行過程におけるLOXおよびクロスリンク量の変化、力学的性質との関連については不明である。また軟骨へのLOX付加がクロスリンクを増加させ変形性関節症の進行を抑制する有効な手段になる可能性がある。
これまで、関節軟骨マトリックス内のクロスリンク量と変性軟骨との関連を調査した。日本白色家兎をもちいて変形性膝関節症モデルを作成し、膝関節から取り出した関節軟骨を試料として、ヒドロキシプロリンの定量と、コラーゲンクロスリンク量としてヒドロキシリジルピリジノリンおよびリジルピリジノリンを定量し、クロスリンク量をコラーゲン分子ごとの残基数として検討した。術後週数の進行とともに組織学的および力学的変性が進行する傾向を認めているものの、有意なものではなかった。すなわち、術後週数の進行とともに、軟骨の組織学的変性が進行しGAGの含有量が低下するものの、コラーゲン分子ごとのクロスリンク量に有意な変化を認めなかった。軟骨片の力学的評価として、インストロン力学万能試験機を用いて応力緩和挙動を測定した。変性軟骨の粘弾性が低下する傾向にあったものの、力学的評価とコラーゲン分子ごとのクロスリンク量に有意な関係を認めなかった。さらに長期の調査が必要である。ひきつづき、変性軟骨におけるクロスリンク量の経時的変化を計測してLOX発現量との関連を調査し、さらに組織片および生体に対して各濃度のLOXを付加し、軟骨組成変化や力学的機能変化を評価する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

LOXの付加と軟骨組成および力学的機能の関連の証明に至っていない。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、LOXとクロスリンク量の関連を調査するとともに、変性軟骨および生体に対して各濃度のリジルオキシダーゼを付加し、軟骨の組成変化や力学的機能変化を評価する予定である。

Causes of Carryover

学内研究施設、既存の設備、既存の薬剤および手術器具を主に使用したためと研究の達成度にやや遅れがあるため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究の進展にあわせて薬剤の追加のほか測定器具を追加する必要がある。