糖尿病および加齢による線維化が関節構成体に及ぼす影響

• 研究課題/領域番号: 19K11413
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 松崎 太郎 金沢大学, 保健学系, 助教 (10401910)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ラット / 加齢 / トレッドミル / 高血糖 / 関節不動 / 滑膜 / 軟骨 / 関節拘縮 / 線維化 / 関節包

研究開始時の研究の概要

関節可動域制限(以下、関節拘縮)の病態として関節構成体の変化（関節包の線維化、関節軟骨の菲薄化、関節腔内の肉芽様組織侵入）が生じることが報告されている。
本研究では関節構成体のうちで主に関節包を観察対象とし、糖尿病モデルラットおよび加老ラットを用いて臓器の線維化が関節構成体に及ぼす影響を明らかにすること、および治療として関節可動域運動を行い、その効果を病理組織学的、免疫組織化学的に検討する事である。

研究実績の概要

実験動物として30匹のWistar系ラットを用い、60週齢まで飼育したものを対照群（n=8）と運動群（n=12）に分け、70週齢まで飼育したものを加齢群（n=10）とした。
運動群は動物用トレッドミルを用いて1日1回、10m/分、10分間の運動負荷を週5回行い、期間は10週間とした。実験期間終了後に膝関節を採取し、通常手技にてパラフィン包埋切片を作成した。対照群と加齢群は介入を行わずにそれぞれの週齡まで飼育し同様に標本を作製し膝関節の内顆中央部を通る矢状面で膝蓋下脂肪体および後部関節包を撮影した。撮影した画像について病理組織学的に検討するとともにImageJを用いて膝蓋下脂肪体および関節包全体の面積を算出し、それぞれの組織中における線維の占める割合を計測した。
【結果】膝蓋下脂肪体では先行研究と同様に全ての群において脂肪体組織内に線維組織の増生が観察されたが、膝蓋下脂肪体全体に対する線維組織の割合は運動群と対照群および加齢群では有意に線維組織の占める割合が少なく（p<0.05）、対照群と加齢群では差が見られなかった。後部関節包は先行研究と同様に全ての群において肥厚・線維化が観察されたが、関節包におけるコラーゲン組織の間隙が占める割合は運動群と加齢群で有意差がみられ運動群ではコラーゲン間隙が多いことが確認された。
【考察】これらの結果から、加齢による関節構成体の線維化は関節運動により抑制可能であることが示唆される。しかしながら強度や運動時間など、まだ不確定な要素も多くまた形態学的のみならず生化学的な影響についても今後研究を進める必要があると考える。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

所属施設の都合（建て替えに伴う施設使用不可）および感染症予防のため実験を進めることができなかった。

今後の研究の推進方策

加齢による関節構成体の変化と、従来の研究で行って来た不動による関節構成体の変化は線維化として類似する部分があり、慢性炎症という概念で説明できる可能性が考えられる。
今後は軟部組織のみならず関節軟骨や骨などの検討および生化学的な変化についても研究を進める予定である。