関節症・関節炎における関節軟骨表面・境界面の形態変化とその意義

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13671509
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 豊島 良太 鳥取大学, 医学部, 教授 (50144671)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 尚秀 鳥取大学, 医学部附属病院, 助手 (50346368)
• Keywords: 関節軟骨 / 関節症 / 関節炎 / 関節軟骨最表層 / 滑膜軟骨移行部 / 軟骨下骨 / 骨吸収 / 骨破壊

Research Abstract

本研究の目的は、関節軟骨の表面・骨軟骨移行部・滑膜軟骨移行部の構造と機能、そして関節症・関節炎におけるこれらの界面の変化を明らかにすることである。
1.関節軟骨最表層
(1)最表層の生化学:免疫組織化学的手法を用いて、最表層は滑膜組織と同様にI型とIII型コラーゲンから、そしてその下層の軟骨実質はII型コラーゲンから構成されていることを明らかにし、最表層は関節の発生段階における滑膜間葉の遺残と推論した。
(2)最表層の機能:最表層はその形態学的所見から外来性の圧迫力や剪断力と、内在性のswelling pressureに抵抗し、関節軟骨の形態維持の役割を果たしている考えられる。表面に損傷を加えた軟骨片の表面形状をレーザー顕微鏡で観察し定量化した結果、損傷の方向によって形状変化に差を認めた。この差は最表層線維の損傷方向の違いに起因すると考えられた。
2.軟骨滑膜移行部組織と骨軟骨移行部
(1)関節炎における滑膜軟骨移行部組織の変化と軟骨下骨の破壊:コラーゲン関節炎(CIA)ラットにおいて滑膜軟骨移行部組織の増殖肥大化と炎症細胞浸潤を認め、皮質骨外側面に酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ(TRAP)陽性細胞が骨髄内に先行して出現し、骨吸収が発生してい方。次に、増殖した滑膜軟骨移行部組織の骨髄内への侵入の時期に一致して、骨髄内のTRAP陽性細胞が急速に増加し骨破壊が進行していた。終末期には、軟骨石灰化層のみが残存し、関節破壊に対して同組織が最も抵抗性の高いことが判明した。
(2)関節炎における骨破壊の防止:CIAラットへの第三世代の窒素含有ビスフォスフォネート投与によって、関節近傍海綿骨の骨量減少と関節炎、骨破壊は抑制された。CIAラットへの間欠的なヒト副甲状腺ホルモン投与によって、骨量減少は抑制された。この機序は、骨形態計測学的検討から骨形成の促進とこれに続発する骨吸収の抑制であることが判明した。

Research Products

• [Publications] Yamane I: "Effect of minodronic acid(ONO-5920) on bone mineral density and arthritis in adult rats with collagen-induced arthritis"Arthritis & Rheumatism. 48. 1732-1741 (2003)
• [Publications] 岸本 勇二: "成熟期コラーゲン関節炎ラットの滑膜と骨髄における破骨細胞分化関連遺伝子発現の経時的検討"日本整形外科学会雑誌. 77. 996 (2003)
• [Publications] 深田 悟: "コラーゲン関節炎ラットの骨量にヒト副甲状腺ホルモンの間欠投与が及ぼす効果"日本整形外科学会雑誌. 77. 1201 (2003)
• [Publications] Mizumura H: "Tartrate-resistant acid phosphatase-positive cells in the synovial-cartilage junction and bone marrow during the progression of collagen-induced arthritis in adult rats"Modern Rheumatology. 48(in press). (2004)
• [Publications] Teshima R: "Immunohistohemical collagen analysis of the most superficial layer in adult articular cartilage"J Orthopaedic Science. 9(in press). (2004)