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軟骨に対する荷重ストレスは、軟骨代謝に重要な影響を与えている。すなわち、適度のストレスは、基質の産生、維持に必須であり、適度のストレスは変形性関節症の誘因となりうる。本研究では、軟骨細胞に対する荷重ストレスの影響を検討するために、ヒト軟骨細胞様細胞株HCS2/8に対し、静水圧負荷を行ない、HSP70および、各種サイトカイン発現を検索した。1.HSP70mRNAはNotheyn blot analysisでは50Mpaの非生理的圧力を30分以上負荷すると、速やかに亢進し、少なくとも8時間以上亢進が持続した。また、1〜10Mpaの生理的な圧力においても時間経過でHSP70mRNAが圧力依存性に軽度亢進していた。一方、Western blot analysis細胞内HSP70蓄積が圧力依存性に亢進していることを確認した。2.TGFbeta1mRNAがNotheyn blot analysisで5〜10Mpaの圧力負荷後、4時間〜8時間出亢進することを確認した。一方、HSP70mRNAが速やかに誘導される50Mpaの非生理的圧力負荷後は逆にTGFbeta1mRNAはcontrol群よりも発現が抑制された。3.RT-PCRにより、IGF-I、bFGF、IL-8mRNAの発現が圧力により影響をうけることを確認した。しかし、TNFa、IL-1beta、IL-6mRNA発現については負荷後8時間まででは圧力の影響が認められなかった。以上、現在までの研究で、適度の荷重ストレスが軟骨基質代謝を亢進させるサイトカインの発現を介して軟骨組織の維持に働いている可能性が示された。また、適度の荷重ストレスは変形性関節症で発現が亢進しているHSP70を誘導し、軟骨基質代謝を亢進させるサイトカインの発現を抑制することを明らかにした。
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