2015 Fiscal Year Annual Research Report
軟骨下骨の脆弱性に着目した変形性関節症発生・増悪機構の解明及び新たな治療法の開発
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15H04955
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松田 秀一 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40294938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 宣 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70397537)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 整形外科学 / 変形性関節症 / 骨粗鬆症 / 関節軟骨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
変形性関節症は、加齢に伴い関節軟骨が変性し疼痛を伴う疾患であり、病期が進行すると外科的治療が必要になることも多い。現在まで関節軟骨の変性のメカニズムについての研究は多くなされてきたが、近年の臨床研究の結果などから、関節周囲の骨の脆弱性および微小骨折の発生が関節症進行に寄与する可能性が指摘されはじめている。本研究の目的は、動物モデルを用いて骨粗鬆症ならびに軟骨下骨の微小骨折が関節軟骨変性に与える影響、および骨形成薬の関節軟骨変性抑制効果について検討することである。
変形性膝関節症 (KOA) における軟骨下骨（SCB）の病態生理学的役割について調べる目的で、 (1) ラット脛骨SCBにおける部分損傷（SCBI; subchondral bone injury）がKOAの発症に与える影響と (2) KOAの進行におけるSCBIの影響について調べた。SCBI誘導後3および6週時点で 膝関節軟骨の病理組織像を観察したが、軟骨の変性は確認されなかった。一方、ラットの膝内側側副靭帯切除および膝内側半月板切離によるKOA誘発手術に加えてSCBI手術を行ったところ、軟骨変性スコアは SCB温存群に比較して、術後3週時点で悪化傾向、術後6週時点で統計学的有意に高かった。通常の荷重下でSCBIは軟骨病変に直接影響しないが, 軟骨に強いメカニカルストレスがかかる状態では、KOAを悪化させると考えられる。以上より、SCBの損傷や脆弱性がKOA進行の一要因となることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
軟骨下骨部分損傷単独では軟骨の変性モデルを作成することが出来なかったが、手術介入による既存の変形性膝関節症モデルに軟骨下骨部分損傷を加えることにより新たな変形性膝関節症モデルを作成することができ、軟骨下骨の病態生理学的な役割を検討することが出来たため、おおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
テリパラチドは実臨床で使用されている骨形成促進薬であり、海綿骨骨梁の微細構造の改善・再構築を行う作用があるとすでに示されている。この薬を、軟骨下骨部分損傷モデルラットに投与することにより、膝の軟骨下骨の状態が悪化する事により生じる軟骨変性の進行を、予防もしくは軽減することができるかを検証する。術後6週間後にラットの膝回収及び全血採血を行う。回収した血液を用いて、血中の骨形成マーカー・骨吸収マーカーの測定を行い、テリパラチド投与に伴う骨代謝の変化を検証する。また、回収した膝のマイクロCTの撮影を行い、3D Data analysis softwareを用いて軟骨下骨の海綿骨骨梁の微細構造の変化を各グループ間で比較する。続いて、組織切片を作成し、サフラニンO染色を行い、OARSIのCartilage degeneration scoreを用いて軟骨損傷の深度及び範囲のスコアリングを行い、軟骨下骨の形態学的変化との対比を行う。これにより、テリパラチド投与による軟骨下骨海綿骨の微細構造の改善・再構築により軟骨変性の進行予防をできるのではないかとの仮説の検証を行う。
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