膝蓋腱の基質再構築現象において外来性線維芽細胞が果たす役割の分離とその統合的解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571351
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 遠山 晴一 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (60301884)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 眞島 任史 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (30241334) ; 西平 順 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (30189302) ; 安田 和則 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (20166507)
• Keywords: 膝蓋腱 / 自家腱移植 / 力学特性 / 靭帯再建術 / リモデリング / 線維芽細胞 / コラゲン / 細胞外マトリクス

Research Abstract

1.方法
(1)Wistar系rat 64匹を以下の各16匹2群に分け右膝蓋腱に外科的処置を行ない,術後2,3,6週で各群とも8匹ずつ屠殺し,5匹を力学的解析へ3匹を免疫組織学的観察へ残りの匹をRT^PCRへ供した.なお,外科的処置を施さない左膝蓋腱を正常対照とした。
(2)I群:in situ凍結解凍処理により膝蓋腱線維芽細胞を完全に死滅させた。
(3)II群:膝蓋腱を外科的に同定するsham手術のみを行なった。
2.結果
(1)I群の弾性係数は術後2週ではII群あるいは正常膝蓋腱との間に有意差はないものの,I群は6週ではII群および正常膝蓋腱に比較し有意に低下した.
(2)III型コラゲンに対する免疫組織学観察ではI群において処置後2週以後に細胞浸潤が生じ、浸潤細胞周囲にIII型コラゲンの発現が認められた。一方、II群においては処置後2週にて表層のみにIII型コラゲンの発現が認められたが、6週では正常膝蓋腱と同様にIII型コラゲンの発現は明らかではなかった。
(3)RT-PCRによるIII型プロコラゲンの遺伝子発現に関しては、処置後3週ではIおよびII群とも正常に比し発現増加をみとめ、処置後6週ではI群ではIII型プロコラゲンの遺伝子発現が増加したものの、II群では正常膝蓋腱との間に有意の発現の差は認められなかった。
3.結論:壊死後に外来性細胞浸潤が認められた膝蓋腱では浸潤細胞周囲にIII型コラゲンを認められるとともにその力学的低下が認められた。したがって、細胞浸潤後に認められる膝蓋腱の力学的劣化は浸潤細胞が産生するIII型コラゲンが起因することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Hara, N.: "Effects od stress deprivation on mechanical properties of the in situ frozen-thawed semitendinosus tension in rabbits"Clin Biomechanics. 18. 60-68 (2003)
• [Publications] Azuma, H.: "Timing of administration of transforming growth factor-beta and epidermal growth factor influences the effect on material properties of the in situ frozen-thawed anterior cruciate ligament"J Biomech. 36. 373-381 (2003)
• [Publications] Tohyama, H.: "Anterior drawer test for acute anterior talofibular ligament injuries of the ankle. How much load should be applied during the test?"Am J Sports Med. 31. 226-232 (2003)
• [Publications] Tohyama, H.: "The changes in mechanical properties of regenerated and residual tissues in the patellar tendon after removal of its central portion"Clinical Biomechanics. 18. 765-772 (2003)
• [Publications] Kondo, E.: "Biomechanical evaluation of a newly devised model for the elongation-type anterior cruciate ligament injury with partial laceration and permanent elongation"Clin Biomechnics. 18. 942-949 (2003)
• [Publications] Kitamura. N.: "Biomechanical comparisons of three posterior cruciate ligament reconstruction procedures with load-controlled and displacement-controlled cyclic tests"Am J Sports Med. 31. 907-914 (2003)
• [Publications] 遠山晴一: "先端医療シリーズ22:整形外科の最新医療"先端医療技術研究所. 262-266 (2003)