| 研究概要 |
臼蓋形成不全に起因する変形性股関節症や,重度の不安定性を有する膝関節に合併する変形性膝関節症といった二次性変形性関節症の発症には,機械的ストレスが重要な役割を果たす.しかしながら,軟骨細胞または軟骨組織に加わる機械的ストレスがどのような機構で軟骨変性を惹起するかについては不明であった.本研究では機械的ストレスとガスメディエーター,とりわけ活性酸素との関係を明らかにすることを第1の目的とする.また高分子ヒアルロン酸の関節内注入療法が変形性関節症に有効であるが,その作用機序についてはこれまで不明であった.本研究では,機械的ストレスによって軟骨細胞より誘導される活性酸素がヒアルロン酸の分子サイズに及ぼす影響を検討することを第2の目的とした.平成16年度には,軟骨細胞に周期的牽引負荷を加えることにより,ガスメディエーターである活性酸素が誘導されることを証明した.これは培養細胞を用いた結果であるが,平成17年度にはこの結果を軟骨片で再確認した.すなわち,軟骨片に圧迫負荷を加えることにより,活性酸素の反応産物であるパーオキシナイトライトの誘導が組織学的に明らかにされた.
平成18年度は,軟骨細胞にFlexercell strain unit(FX-3000)を用いて周期的牽引負荷を加え,培養液中に放出されたヒアルロン酸の分子サイズを検討した.周期的牽引負荷により,産生されるヒアルロン酸の低分子化が証明された.またmRNAレベルでのヒアルロン酸合成能を検討するために,RNAを抽出した後Reverse transcription-polymerase chain reaction(RTPCR)を行った.これにより,周期的牽引負荷によるヒアルロン酸の合成亢進をmRNAレベルで確認した.また活性酸素の中和剤であるsuperoxide dismutase(SOD)を添加し,分子サイズの変化を検討した.周期的牽引負荷により活性酸素の誘導は亢進したが,SOD添加によりこれは抑制されるとともに,ヒアルロン酸の低分子化も回復した.したがって,機械的ストレスによって誘導される活性酸素がヒアルロン酸の低分子化を引き起こすことが証明された.
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