免疫反応を介した非外傷性骨壊死における病態解明及び新たな治療法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671414
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 菅野 伸彦 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (70273620)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 越智 隆弘 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (80112035) ; 西井 孝 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (70304061)
• Keywords: 特発性大腿骨頭壊死症 / 多発性骨壊死症 / 核磁気共鳴画像 / 骨シンチグラム

Research Abstract

特発性大腿骨頭壊死症(ION)の発生メカニズムにおいて、骨髄浮腫と骨髄内圧上昇による虚血が重要な役割を担っているか否かを明らかにするために、腎移植患者において移植後定期的に核磁気共鳴画像(MRI)を施行した。その結果、IONに特異的なMRI所見であるBand-patternが出現する前には、骨髄浮腫を認める症例はなく、骨頭圧潰後にMRIで骨髄浮腫像を壊死部周囲に認めることが明らかとなった。また、IONと鑑別を要する急速破壊型股関節症においても、早期MRI所見を検討したが、関節裂隙狭小化が進行する時期にMRIで大腿骨頭の浮腫像を認め、その後急速に大腿骨頭が圧潰していくことが明らかとなった。急速破壊型股関節症では、Band-patternを認めなかった。IONにおける骨頭圧潰のリスクは、壊死部の位置と大きさに関連しているが、その評価を3次元的にMRIで行える方法を確立した。骨頭圧潰の程度と臨床症状との相関を検討したところ、圧潰の深さが深いほど疼痛などの症状が著明であった。
骨が虚血後どのような細胞の反応で、壊死にいたるかを明らかにするため、ラットを使って虚血状態の大腿骨を作成し、経時的にIn Situ Hybridization法で虚血時発現する蛋白のORP150とHO1の骨組織での発現とTUNNEL法でのアポトーシスを観察した。この実験で、骨細胞および骨芽細胞は虚血後12時間からORP15とHO1のメッセージを発現し72時間以降でTUNNEL法陽性となり、骨組織が虚血により壊死にいたる過程でアポトーシスの形態をとることが明らかとなった。ヒトの大腿骨頭の標本で、MRI上浮腫を呈するIONや一過性大腿骨頭萎縮症で、浮腫領域のORPl50のメッセージ発現を調査したが、発現している症例はなく、ヒトにおける骨髄浮腫、虚血、骨壊死という経路は否定的であった。

Research Products

• [Publications] Nishii T, Sugano N, Ohzono K, Sakai T, Sato Y, Yoshikawa H: "Significance of lesion size and location in the prediction of collapse of osteonecrosis of the femoral head : a new three-dimensional quantification using magnetic resonance imaging"J Orthop Res. 20. 130-136 (2002)
• [Publications] Sugano N, Ohzono K, Nisii T, et al.: "Early MRI findings of rapidly destructive coxopathy"Magnetic Resonance Imaging. 19. 47-50 (2001)
• [Publications] Fujioka M, Kubo T, Nakamura F, Shibatani M, Ueshima K, Hamaguchi H, Inoue S, Sugano N, Sakai T, Torii I, Hasegawa Y, Hirasawa Y: "Initial changes of non-traumatic osteonecrosis of femoral head in fat suppression images : bone marrow edema was not found before the appearance of band patterns"Magnetic Resonance Imaging. 19. 985-991 (2001)
• [Publications] Zoroofi RA, Nisii T, Sato Y, Sugano N, Yosikawa H, Tamura S: "Segmentation of avascular necrosis of the femoral head using 3-D MR images"Comput Med Imaging Graph. 25. 511-521 (2001)
• [Publications] Sakai T, Sugano N, Nisii T, Haraguchi K, Yosikawa H, Ohzono K: "Bone scintigraphy for osteonecrosis of the knee in the patients with non-traumatic osteonecrosis of the femoral head : comparison with magnetic resonance imaging"Ann Rheum. 60. 14-20 (2001)
• [Publications] Sato M, Sugano N, Tsukamato Y, Ogawa S, Kitamura Y, Nomura S, Ohzono K: "Apoptosis and expression of stress protein(ORP15, HO1)during development of ischemic osteonecrosis in a rat experimental model"Jounal of Bone and Joint Surgery. 83-B. 751-759 (2001)