保健学研究 1 9( 1 ):7 ‑ l l ,2 0 0 6

廃用性萎縮筋 におけるタンパ ク分解酵素発現 の 持続的他動運動 による抑制

折 口 智樹 1 ･沖 田 実 2 ･坂本 淳哉 3,5 ･坂井 孝行 1･4

中野 治郎 1 ･吉村 俊朗 1 ･川上 純 5 ･江 口 勝美 5

要 旨 関節固定 を したラッ トの筋組織 の傷害 メカニズムを解明す るために,マ トリックスメタロプロテ アーゼの発現 について検討 した. 8 週齢 の Wi s t ar 系雄 ラッ トをギプス固定 し,廃用性筋萎縮モデルラ ッ ト を作成 した. 2 週, 4 週 間固定後 にヒラメ筋 を採取 し,試料 とした.固定 された筋組織 においては,活性化 された Ge l a t i nas eA ( MMP‑ 2 ) の band な らびに MMP‑ 2mRNA の発現が認 め られ,それ によって筋組織 が傷害 され るこ とが示唆 された. さらに, これ らの MMP の発現 は持続 的他動運動 ( c ont i nuo uspas s i ve mo t i o n;CPM) を施行す ることによって抑制す ることが可能であった.

保健学研究 1 9( 1 ):7 ‑ l l ,2 0 0 6

Ke yWor ds 廃用性筋萎縮,拘縮,マ トリックスメタロプロテアーゼ,持続的他動運動

は じめに

長期 間関節 を固定する と,関節拘縮や筋肉や骨の萎縮 な どの合併症 をきたす こ とが知 られている 1 ) .物理療法 はその ような関節拘縮 と廃用性筋萎縮 を防 ぐことがで き る. しか し, どの ようなメカニズムによって,廃用性筋 萎縮が抑制 されるかについては,明 らかにされていない.

これ までの研究 によって も, ラッ トの足関節 をギプス 固定 した筋においては,筋線維径の縮小や筋節長の短縮, 筋原線維の微細形態の変化 に加 え,筋内膜 コラーゲ ン線 維網が変化す る ことが ,形態学的 に明 らか にされてい る

. また,ス トレッチ ングを施す ことで これ らの形態 学的変化が改善す ることが わか って きた2 ) . しか し, こ れ らの形態学的変化が起 こるメカニズムについては十分 に解明 されていない.

最近,い くつかの報告 によって骨格筋の萎縮 に複雑 な タンパ ク分解 システムが関与 していることが示唆 されて いる

.筋線維周囲の結合組織 は主 にマ トリックスメタ ロプロティナーゼ ( MMPs ) の ような細胞外 タ ンパ ク 分解酵素や浸潤 しているマ クロファージか ら分泌 される リソソーム分解酵素 に よって壊 れ る 4, 6, 7 ) . また,ユ ビキ チ ンプロテアソーム系や リソソームプロテアーゼ,カル シウム依存性 プロテアーゼ ( カルパ イン) などの細胞内 タンパ ク分解 システム も存在す る

さらに,近年 関節拘縮 と筋萎縮のマ ウスモデルに対す る理学療法の効果 について研究 されているが,大部分 の 研究は,形態学的な変化 についての報告ばか りである1

Hur s t らや Sas a らは,持続的他動運動 ( CPM) が ラ ッ トの萎縮 した筋肉の回復 に役立つ と報告 している

この研究 において,私 たちは関節 固定 したラッ トの筋 線維 の変性過程 にお ける MMP の活性化 に注 目 し,固定 ラ ッ トの廃用性萎縮筋 にお ける CPM の生化学 的, あ る いは分子生物学的効果 について報告す る.

方 法 1 .実験動物

実験動物 として 8 週齢 の Wi s t a r 系雄 ラッ ト 2 0 匹 を使用 した.そ して,無作為 に 1 0 匹を拘縮群 に, 1 0 匹 を CPM 群 に振 り分 けた.

2. 関節固定お よび CPM の方法

各実験群のラットに,腹腔 内にペ ントバルビタールナ ト リウム溶液 ( 40 mg/kg) を投与 し,麻酔 を行 った後に右 足 関節 を最大底屈位の状態で膝 関節上部から前足部 まで ギプス固定 した.ギプスの緩みや足祉の浮腫が発生 した際 は,適宜巻 き替 えを行い,継続 的にギプス固定 した.狗 縮群 , CPM 群 とも, 5 匹は 2 週 間関節 を固定 し, 5 匹は 4 週 間関節 を固定 した.そ して,拘縮群の関節 固定 をし ていない左足関節 をコントロールの筋 肉として使用 した.

CPM 群 には拘縮期 間中,週 6 回の頻度で CPM を実施 した.具体 的には,酒井医療製 アンクルス トレッチ ャー を用 い,角速度 1 0ン/ 秒 で足 関節底 背屈 の他動運動 を 1 日 3 0 分 間行 った.

1 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科保健学専攻理学 ･作業療法学講座 2 星城大学 リハ ビリテーシ ョン学部

3 長崎記念病院 リハ ビリテーシ ョン部 4 虹が丘病院 リハ ビリテーシ ョン部

5 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科医療科学専攻展開医療科学講座

廃用性萎縮筋 におけるタンパ ク分解酵素発現 の 持続的他動運動 による抑制

折 口 智樹 1 ･沖 田 実 2 ･坂本 淳哉 3,5 ･坂井 孝行 1･4

中野 治郎 1 ･吉村 俊朗 1 ･川上 純 5 ･江 口 勝美 5

要 旨 関節固定 を したラッ トの筋組織 の傷害 メカニズムを解明す るために,マ トリックスメタロプロテ アーゼの発現 について検討 した. 8 週齢 の Wi s t ar 系雄 ラッ トをギプス固定 し,廃用性筋萎縮モデルラ ッ ト を作成 した. 2 週, 4 週 間固定後 にヒラメ筋 を採取 し,試料 とした.固定 された筋組織 においては,活性化 された Ge l a t i nas eA ( MMP‑ 2 ) の band な らびに MMP‑ 2mRNA の発現が認 め られ,それ によって筋組織 が傷害 され るこ とが示唆 された. さらに, これ らの MMP の発現 は持続 的他動運動 ( c ont i nuo uspas s i ve mo t i o n;CPM) を施行す ることによって抑制す ることが可能であった.

保健学研究 1 9( 1 ):7 ‑ l l ,2 0 0 6

Ke yWor ds 廃用性筋萎縮,拘縮,マ トリックスメタロプロテアーゼ,持続的他動運動

は じめに

長期 間関節 を固定する と,関節拘縮や筋肉や骨の萎縮 な どの合併症 をきたす こ とが知 られている 1 ) .物理療法 はその ような関節拘縮 と廃用性筋萎縮 を防 ぐことがで き る. しか し, どの ようなメカニズムによって,廃用性筋 萎縮が抑制 されるかについては,明 らかにされていない.

これ までの研究 によって も, ラッ トの足関節 をギプス 固定 した筋においては,筋線維径の縮小や筋節長の短縮, 筋原線維の微細形態の変化 に加 え,筋内膜 コラーゲ ン線 維網が変化す る ことが ,形態学的 に明 らか にされてい る

. また,ス トレッチ ングを施す ことで これ らの形態 学的変化が改善す ることが わか って きた2 ) . しか し, こ れ らの形態学的変化が起 こるメカニズムについては十分 に解明 されていない.

最近,い くつかの報告 によって骨格筋の萎縮 に複雑 な タンパ ク分解 システムが関与 していることが示唆 されて いる

.筋線維周囲の結合組織 は主 にマ トリックスメタ ロプロティナーゼ ( MMPs ) の ような細胞外 タ ンパ ク 分解酵素や浸潤 しているマ クロファージか ら分泌 される リソソーム分解酵素 に よって壊 れ る 4, 6, 7 ) . また,ユ ビキ チ ンプロテアソーム系や リソソームプロテアーゼ,カル シウム依存性 プロテアーゼ ( カルパ イン) などの細胞内 タンパ ク分解 システム も存在す る

さらに,近年 関節拘縮 と筋萎縮のマ ウスモデルに対す る理学療法の効果 について研究 されているが,大部分 の 研究は,形態学的な変化 についての報告ばか りである1

Hur s t らや Sas a らは,持続的他動運動 ( CPM) が ラ ッ トの萎縮 した筋肉の回復 に役立つ と報告 している

この研究 において,私 たちは関節 固定 したラッ トの筋 線維 の変性過程 にお ける MMP の活性化 に注 目 し,固定 ラ ッ トの廃用性萎縮筋 にお ける CPM の生化学 的, あ る いは分子生物学的効果 について報告す る.

方 法 1 .実験動物

実験動物 として 8 週齢 の Wi s t a r 系雄 ラッ ト 2 0 匹 を使用 した.そ して,無作為 に 1 0 匹を拘縮群 に, 1 0 匹 を CPM 群 に振 り分 けた.

2. 関節固定お よび CPM の方法

各実験群のラットに,腹腔 内にペ ントバルビタールナ ト リウム溶液 ( 40 mg/kg) を投与 し,麻酔 を行 った後に右 足 関節 を最大底屈位の状態で膝 関節上部から前足部 まで ギプス固定 した.ギプスの緩みや足祉の浮腫が発生 した際 は,適宜巻 き替 えを行い,継続 的にギプス固定 した.狗 縮群 , CPM 群 とも, 5 匹は 2 週 間関節 を固定 し, 5 匹は 4 週 間関節 を固定 した.そ して,拘縮群の関節 固定 をし ていない左足関節 をコントロールの筋 肉として使用 した.

CPM 群 には拘縮期 間中,週 6 回の頻度で CPM を実施 した.具体 的には,酒井医療製 アンクルス トレッチ ャー を用 い,角速度 1 0ン/ 秒 で足 関節底 背屈 の他動運動 を 1 日 3 0 分 間行 った.

1 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科保健学専攻理学 ･作業療法学講座 2 星城大学 リハ ビリテーシ ョン学部

3 長崎記念病院 リハ ビリテーシ ョン部 4 虹が丘病院 リハ ビリテーシ ョン部

5 長崎大学大学院医歯薬学総合研究科医療科学専攻展開医療科学講座

なお,今 回の実験 は,長崎大学が定め る動物実験指針 に順 じ,長崎大学医学部 附属動物実験施設 で実施 した.

3. ゲ ラテ ンザ イモ グラフイー

各 固定期 間後 ,麻酔下 で ヒラメ筋 を切離 し,試料 と し た.筋 肉サ ンプル はホモゲナ イザ ーで洛解 し,筋 肉抽 出 液 を作成 した.そ して,筋 肉抽 出液 中の タンパ ク濃度 を PI ERCE 法 で測定 した.

50〃g/l ane の蛋 白量の筋肉抽出液 にサ ンプルバ ッファー を加 えて 1mg/ml の ゲ ラテ ンを含 む 8% ポ リア ク リル ア ミ ドゲルで電気 泳動 を行 った. 電気 泳動 後 , ゲ ル を 2. 5% の Tr i t on X‑ 1 0 0で 洗 浄 し, Tr i t on X‑ 1 0 0溶 液 に 0. 02% の NaN3 を加 えて 37 ℃で 1 6 時 間イ ンキュベ ‑ トし, 0. 1% の Coomas s i eBr i l l i antBl ueR2 5 0 で染色 した.

4.RT‑ PCR

RNA を各筋 肉サ ン

ルから I s oge n (日本 ジーン,東京 ) を使用 して抽 出 した. Fi rs t ‑ s t r andDNA は ,37 ℃で 9 0 分 間 ol i godT プライマーを含 む反応 液 を使 用 して, MuLV r e ve r s et rans c r i pt as e( Gi bc oBRL,Gai t he r bur g,MD)

に よる逆転写 によって合成 した. 95 ℃, 5 分 間で タンパ クを変性 させ た後 , 4 ℃ に置 い た. c DNA は, 1 U Taq DNA pol yme r as e( Gi bc oBRL) , 1mM のプライマー, 1 . 5 mM MgC1 2 , 1 . 5 mM dNTP を含 む Taqpol yme r as e バ ッフ ァー を添加 して PCR に よって増 幅 した. PCR は

a b

保健学研究

Pe r ki nEl me rCe t us 社 の t he r malc yc l e r で, 30 サイクル ( 9 4℃ 1 分 間 ; de ant ur at i on,5 5℃ 1 分 間 ; anne al i ng , 7 2℃ 1 分 間 ; e l ongat i on) と f i nale xt e ns i on ( 7 2℃ 1 0 分 間)を行 った. MMP‑ 2 に対 す る特 異 的 な プ ライマ ー は次 の通 りであ る. MMP‑ 2s e ns e:5■ ‑ GCTGATACTG ACACTGGTACTACTG‑ 3‑ , MMP‑ 2 ant i s e ns e: 5 ‑ ‑ C AATCTTTTCTGGGAGCTC‑ 3 . .PCR で増 幅後 , PCR 反応 液 は 0. 5 mg/ml のエチ ジ ウムブロマ イ ドW含 む 1 . 5%

のアガ ロースゲル上で電気 泳動 した.

結 果

1.ゲ ラテ ナーゼ 活 性 の検 出

MMP‑ 2 が ゲ ラテ ナーゼ活性 を有す る こ とか ら,私 達 は筋組織 内 にお けるゲ ラテ ナーゼ活性 の発現 を拘縮群 , CPM 群 にお いて検 出 した ( 図 1) .ゲ ラテ ンザ イモ グラ フ イー に よって コ ン トロールの筋 肉 に も分子量 6 6 kDa の 位 置 にゲ ラテ ナーゼ活性 ( 潜在 型 の pro‑ MMP‑ 2) が検 出 され る. この 6 6 kDa のバ ン ドは拘 縮 2 週後 に強 く誘導 され た. さらに, この 6 6kDa のバ ン ドの下 に活性型 のバ ン ド ( 6 2 kDa) が認 め られた.一方 , これ らのバ ン ドの 発現 は, CPM によって抑制 され た.

2.MMP‑ 2mRNA の発現

私 達 は筋 組織 か ら DNA を抽 出 し, RT‑ PCR 法 を用 い て MMP‑ 2mRNA の検 出 を行 った ( 図 2) .拘 縮群 にお

2 W 4 W 2 W 4 W

+ pr o MMP1 2

‑

ac t i vef or m

図 1 . ラ ッ トヒラメ筋 のゲ ラテ ナーゼ活性 にお ける拘縮 と CPM の効果

拘縮群 と CPM 群においてゲラテンザイモグラフイーを用いて,ゲラテナーゼ活性の検出を行った (a ;コントロール, b ;拘縮群 ( 2 週後 と 4 週後) ,C;CPM 群 ( 2 週後 と 4 週後).潜在型の Pr o MMP‑ 2 のバンドが 6 6 kDa の位置に検出され る.拘縮 2 週後では 6 6 kDa のバンドの発現が増強 し,その下に活性型の MMP‑ 2 のバ ンドが検出された.

2 W 4 W 2 W 4 W

ー MMP‑ 2mRNA

図 2. ラ ッ トヒラメ筋 にお けるメ ッセ ンジャー RNA 発 現 に対す る拘縮 と CPM の効果

拘縮群 と CPM 群において MMP‑ 2 のメッセンジャー RNA の発現について RT‑ PCR 法を用いて検出した (a ;コン トロー ル,b ;拘縮群 ( 2 週後 と 4 週後) ,C;CPM 群 ( 2 週後 と 4 週後).拘縮群では, 2 週後, 4 週後 ともに MMP‑ 2 のメッセ ンジャー RNA の発現が増強 した. CPM 群では,その誘導された MMP‑ 2 のメッセンジャー RNA の発現誘導が抑制された.

‑ 8‑

なお,今 回の実験 は,長崎大学が定め る動物実験指針 に順 じ,長崎大学医学部 附属動物実験施設 で実施 した.

3. ゲ ラテ ンザ イモ グラフイー

各 固定期 間後 ,麻酔下 で ヒラメ筋 を切離 し,試料 と し た.筋 肉サ ンプル はホモゲナ イザ ーで洛解 し,筋 肉抽 出 液 を作成 した.そ して,筋 肉抽 出液 中の タンパ ク濃度 を PI ERCE 法 で測定 した.

50〃g/l ane の蛋 白量の筋肉抽出液 にサ ンプルバ ッファー を加 えて 1mg/ml の ゲ ラテ ンを含 む 8% ポ リア ク リル ア ミ ドゲルで電気 泳動 を行 った. 電気 泳動 後 , ゲ ル を 2. 5% の Tr i t on X‑ 1 0 0で 洗 浄 し, Tr i t on X‑ 1 0 0溶 液 に 0. 02% の NaN3 を加 えて 37 ℃で 1 6 時 間イ ンキュベ ‑ トし, 0. 1% の Coomas s i eBr i l l i antBl ueR2 5 0 で染色 した.

4.RT‑ PCR

RNA を各筋 肉サ ン

ルから I s oge n (日本 ジーン,東京 ) を使用 して抽 出 した. Fi rs t ‑ s t r andDNA は ,37 ℃で 9 0 分 間 ol i godT プライマーを含 む反応 液 を使 用 して, MuLV r e ve r s et rans c r i pt as e( Gi bc oBRL,Gai t he r bur g,MD)

に よる逆転写 によって合成 した. 95 ℃, 5 分 間で タンパ クを変性 させ た後 , 4 ℃ に置 い た. c DNA は, 1 U Taq DNA pol yme r as e( Gi bc oBRL) , 1mM のプライマー, 1 . 5 mM MgC1 2 , 1 . 5 mM dNTP を含 む Taqpol yme r as e バ ッフ ァー を添加 して PCR に よって増 幅 した. PCR は

a b

保健学研究

Pe r ki nEl me rCe t us 社 の t he r malc yc l e r で, 30 サイクル ( 9 4℃ 1 分 間 ; de ant ur at i on,5 5℃ 1 分 間 ; anne al i ng , 7 2℃ 1 分 間 ; e l ongat i on) と f i nale xt e ns i on ( 7 2℃ 1 0 分 間)を行 った. MMP‑ 2 に対 す る特 異 的 な プ ライマ ー は次 の通 りであ る. MMP‑ 2s e ns e:5■ ‑ GCTGATACTG ACACTGGTACTACTG‑ 3‑ , MMP‑ 2 ant i s e ns e: 5 ‑ ‑ C AATCTTTTCTGGGAGCTC‑ 3 . .PCR で増 幅後 , PCR 反応 液 は 0. 5 mg/ml のエチ ジ ウムブロマ イ ドW含 む 1 . 5%

のアガ ロースゲル上で電気 泳動 した.

結 果

1.ゲ ラテ ナーゼ 活 性 の検 出

MMP‑ 2 が ゲ ラテ ナーゼ活性 を有す る こ とか ら,私 達 は筋組織 内 にお けるゲ ラテ ナーゼ活性 の発現 を拘縮群 , CPM 群 にお いて検 出 した ( 図 1) .ゲ ラテ ンザ イモ グラ フ イー に よって コ ン トロールの筋 肉 に も分子量 6 6 kDa の 位 置 にゲ ラテ ナーゼ活性 ( 潜在 型 の pro‑ MMP‑ 2) が検 出 され る. この 6 6 kDa のバ ン ドは拘 縮 2 週後 に強 く誘導 され た. さらに, この 6 6kDa のバ ン ドの下 に活性型 のバ ン ド ( 6 2 kDa) が認 め られた.一方 , これ らのバ ン ドの 発現 は, CPM によって抑制 され た.

2.MMP‑ 2mRNA の発現

私 達 は筋 組織 か ら DNA を抽 出 し, RT‑ PCR 法 を用 い て MMP‑ 2mRNA の検 出 を行 った ( 図 2) .拘 縮群 にお

2 W 4 W 2 W 4 W

+ pr o MMP1 2

‑

ac t i vef or m

図 1 . ラ ッ トヒラメ筋 のゲ ラテ ナーゼ活性 にお ける拘縮 と CPM の効果

拘縮群 と CPM 群においてゲラテンザイモグラフイーを用いて,ゲラテナーゼ活性の検出を行った (a ;コントロール, b ;拘縮群 ( 2 週後 と 4 週後) ,C;CPM 群 ( 2 週後 と 4 週後).潜在型の Pr o MMP‑ 2 のバンドが 6 6 kDa の位置に検出され る.拘縮 2 週後では 6 6 kDa のバンドの発現が増強 し,その下に活性型の MMP‑ 2 のバ ンドが検出された.

2 W 4 W 2 W 4 W

ー MMP‑ 2mRNA

図 2. ラ ッ トヒラメ筋 にお けるメ ッセ ンジャー RNA 発 現 に対す る拘縮 と CPM の効果

拘縮群 と CPM 群において MMP‑ 2 のメッセンジャー RNA の発現について RT‑ PCR 法を用いて検出した (a ;コン トロー ル,b ;拘縮群 ( 2 週後 と 4 週後) ,C;CPM 群 ( 2 週後 と 4 週後).拘縮群では, 2 週後, 4 週後 ともに MMP‑ 2 のメッセ ンジャー RNA の発現が増強 した. CPM 群では,その誘導された MMP‑ 2 のメッセンジャー RNA の発現誘導が抑制された.

‑ 8‑

いて MMP‑ 2 mRNA の発 現 が認 め られ た. 一方 , この MMP‑ 2mRNA の発現誘導 は, コ ン トロールの筋組織 や CPM 群では見 られなかった.

考 察

臨床 的に長期臥床やギプスや装具 によって関節が固定 されると,筋肉の弾性 は低下 し,関節可動域 は減少す る.

Oki t a らは,足関節の固定 による関節の可動性,筋節長, コラーゲ ン線維 の配列 について報告 している1 ) .それ に よると,足関節の可動性 は関節 を固定する期 間に応 じて 減少がみ られる.筋節長 は,固定 1週後か ら短縮 し始め る.そ して,筋内膜のコラーゲ ン線維の配列 は,筋線維 の走行 に対 して平行 か ら円周性 の ものに変化す る.

廃用性萎縮 をきた した筋肉においては,微小血管機能 の変化がみ られる.固定 された四肢 の筋肉においては, 毛細血管の構造変化がみ られ,筋肉の変性への関与が示 唆 されている 1 5 ) .筋 肉の栄養 と酸素の供給 は,十分 な運 動 によって増進す るが,その供給 は固定 されたラッ トの 筋肉においては減少す る.筋肉を固定す る と筋肉内の血 流が低下 し,筋 肉の微小環境の栄養状態が悪化 し,筋 肉 とその周 囲の細胞外 マ トリックス を維持す ることがで き な くなる.その結果,筋 肉は変性‑ と導かれる.

最近,い くつかの筋疾患,筋損傷 ,筋固定 において特 異的な変性機序が報告 されている 4, 1 61 9 ) .それ らの疾患 ･ 病態で は特定 の MMPs が活性化 し, それが細胞外 マ ト リックスの変性や萎縮変化 に関与 している と報告 されて い る. それ らの報告 にみ られ る MMPs の発現 の ピー ク は 2‑4 週であった.

MMP ‑ 2は,基底膜の構造 と活性 を維持するのに重要な 役割 を演ずるタンパク質分解酵素のうちの 1つである

MMP‑ 2 は,血流 の変化 ,神経刺激 ,運動 な どいろいろ な状況下で活性化 される 2 1 ‑ 2 6)

私達のゲラテ ンザ イモグラフイーのデー タか ら, ラッ トの MMP‑ 2 が固定 2 週後か ら増強 されているこ とがわ か った. MMP‑ 2 は広範 囲 にわたる結合組織 に存在す る 細胞 によって分泌 されて,それ らの細胞間の コラーゲ ン (Ⅰ〜Ⅴ) の多 くを分解 す る. Gi a nne l l i らに よって, MMP‑ 2 が筋内膜 の筋線維鞘 に局在 してい ることが明 ら か にされてい る.彼 らは, MMP‑ 2 が筋内膜 の線推化 に おいて筋組織 の リモデ リングや変性 に関わっているか も

しれない と報告 している1 9 ) .

RT‑ PCR の結果か ら,関節 固定 による MMP‑ 2 の発現 の誘導 は, メ ッセ ンジ ャー RNA レベ ルにおいて も明 ら か になった.つ ま り,関節 固定 によって MMP‑ 2 のメ ッ セ ンジャー RNA の発現が増強 され,そ して,その誘導 された MMP‑ 2 の メ ッセ ンジャー RNA が MMP‑ 2 の合成 に働 いている もの と考 えられる.

関節 を固定す ると,関節の可動性,筋節長, コラーゲ ン線維の配列 などにおいて形態学的変化が認め られる.

今 までそれ らの変化 には筋 肉‑の栄養や酸素の供給が低

下す るため と考 え られて きたが,今 回の研究 によって, MMP‑ 2 の誘導が重要 な役割 を果 た していることが示唆

された.

さらに, この MMP‑ 2 の発現 は CPM 群 では蛋 白レベル において も, メ ッセ ンジャー RNA レベ ル において も抑 制 されてお り, CPM が廃用性筋萎縮 を抑制す る効果は, CPM が MMP‑ 2 の発現 を抑制す る機序 も関与 してい るこ

とが示唆 された.それによって,筋周囲の細胞外マ トリッ クスの破壊 の進行が抑制 され,筋 肉の細胞外か らの栄養 や酸素の供給が保 たれる もの と考 え られた.

文 献

1)Oki t aM, Yos hi mur aT, Nakano ∫ , Mo t omur aM , Eguc hiK :Ef f e c t sofr e duc e dj oi ntmobi l i t yo n s ar c ome r el e ngt h,c ol l age nf i br i lar r ange me nti n t hee ndomys l um,andhyal ur onani nr ats o l e us mus c l e ,∫Mus c l eRe sCe l lMo t ュ l ,2 5:1 5 9 ‑ 1 6 6,2 0 0 4.

2)Okamot oT,At s ut aY,Shi maz akiS:Se ns or yaf ‑ f e r e ntpr ope r t i e sofi mmobi l i s e dori nf l ame dr at kne e sdur i ng c ont i nuouspas s i vemo ve me nt ,∫

BoneJo i ntSur gBr ,81:1 71 ‑ 1 7 7,1 9 9 9.

3)Car me l iE,Co l e ma n 氏 ,Re z ni c kAZ:Thebi oc he m‑

i s t r yofagl ngmus c l e ,ExpGe r ont ol ,3 7:47 7 ‑ 48 9 , 2 0 01 .

4)Re z ni c kAZ,Me nas he 0 , Bar ‑ Sha主M, Col e manR , Ca me l iE:Expr e s s i o nofma t r i xme t al l o pr o t e i nas e , i ngi bi t or,andac i dphos pha t as ei ni mmobi l i z e d hi ndl i mbsofr at s ,Mus c l eNe r v e,2 6:51 ‑ 5 9,2 0 0 3.

5)Ba r ‑ Sha主M, Car me l iE, Col e man 氏 , Re z ni c kAZ:

Me c ha ni s msi nmus c l eat r ophyi ni mmobi l i z at i on andagl ng , AnnN Y Ac adS° i ,1 01 9:4 7 5 ‑ 47 8 , 2 00 4.

6)Ca r me l iE,MoasM,Re z ni c kAZ,Co;e man氏 : Mat r i xme t a l l opr ot e i nas e sands ke l e t almus c l e:

abr i e fr e v i e w,Mus c l eNe r ve ,2 9:1 91 ‑ 1 9 7 ,2 0 0 4.

7)Bul lH , Mur r ay PG , ThomasD , Fr as e rAM , Ne l s onPN :Ac i dphos phat as e s ,Mol ,Pat ho 15 5:

6 5 ‑ 7 2,2 0 0 2.

8)Ta i l l andi e rD,Aur o us s e auE , Me yni a1 ‑ De ni sD , Be c he tD,Fe r r ar aM,Cot t i nP,Duc as t ai ngA , Bi gar dX, Gue z e nne cCY,Sc hm i dHP, At t ai xD:

Coo r di nat eac t i v a t i o nofl ys o s o ma lCa2 十aC t i v at e d andATp‑ ubi qui t i n‑ de pe nde ntpr o t e i nas e si nt he unwe i ght e dr ats ol e usmus c l e ,Bi oc he m ∫ ,31 6:

1 1 1 6 ‑ 1 1 2 2,1 9 9 6.

9)Le c ke rSH,So l o mon V ,Mi t c hWE,Go l dbe r gAL , Mus c l epr ot e i nbr e akdownandt hec r i t i c alr ol eof t heubi qui t i n‑ pr ot e as omepat hwayl nnor maland di s e as es t at e s ,∫Nut r,1 2 9 ( Suppl .1 S):2 2 7 S‑

2 3 7 S,1 9 9 9.

いて MMP‑ 2 mRNA の発 現 が認 め られ た. 一方 , この MMP‑ 2mRNA の発現誘導 は, コ ン トロールの筋組織 や CPM 群では見 られなかった.

考 察

臨床 的に長期臥床やギプスや装具 によって関節が固定 されると,筋肉の弾性 は低下 し,関節可動域 は減少す る.

Oki t a らは,足関節の固定 による関節の可動性,筋節長, コラーゲ ン線維 の配列 について報告 している1 ) .それ に よると,足関節の可動性 は関節 を固定する期 間に応 じて 減少がみ られる.筋節長 は,固定 1週後か ら短縮 し始め る.そ して,筋内膜のコラーゲ ン線維の配列 は,筋線維 の走行 に対 して平行 か ら円周性 の ものに変化す る.

廃用性萎縮 をきた した筋肉においては,微小血管機能 の変化がみ られる.固定 された四肢 の筋肉においては, 毛細血管の構造変化がみ られ,筋肉の変性への関与が示 唆 されている 1 5 ) .筋 肉の栄養 と酸素の供給 は,十分 な運 動 によって増進す るが,その供給 は固定 されたラッ トの 筋肉においては減少す る.筋肉を固定す る と筋肉内の血 流が低下 し,筋 肉の微小環境の栄養状態が悪化 し,筋 肉 とその周 囲の細胞外 マ トリックス を維持す ることがで き な くなる.その結果,筋 肉は変性‑ と導かれる.

最近,い くつかの筋疾患,筋損傷 ,筋固定 において特 異的な変性機序が報告 されている 4, 1 61 9 ) .それ らの疾患 ･ 病態で は特定 の MMPs が活性化 し, それが細胞外 マ ト リックスの変性や萎縮変化 に関与 している と報告 されて い る. それ らの報告 にみ られ る MMPs の発現 の ピー ク は 2‑4 週であった.

MMP ‑ 2は,基底膜の構造 と活性 を維持するのに重要な 役割 を演ずるタンパク質分解酵素のうちの 1つである

MMP‑ 2 は,血流 の変化 ,神経刺激 ,運動 な どいろいろ な状況下で活性化 される 2 1 ‑ 2 6)

私達のゲラテ ンザ イモグラフイーのデー タか ら, ラッ トの MMP‑ 2 が固定 2 週後か ら増強 されているこ とがわ か った. MMP‑ 2 は広範 囲 にわたる結合組織 に存在す る 細胞 によって分泌 されて,それ らの細胞間の コラーゲ ン (Ⅰ〜Ⅴ) の多 くを分解 す る. Gi a nne l l i らに よって, MMP‑ 2 が筋内膜 の筋線維鞘 に局在 してい ることが明 ら か にされてい る.彼 らは, MMP‑ 2 が筋内膜 の線推化 に おいて筋組織 の リモデ リングや変性 に関わっているか も

しれない と報告 している1 9 ) .

RT‑ PCR の結果か ら,関節 固定 による MMP‑ 2 の発現 の誘導 は, メ ッセ ンジ ャー RNA レベ ルにおいて も明 ら か になった.つ ま り,関節 固定 によって MMP‑ 2 のメ ッ セ ンジャー RNA の発現が増強 され,そ して,その誘導 された MMP‑ 2 の メ ッセ ンジャー RNA が MMP‑ 2 の合成 に働 いている もの と考 えられる.

関節 を固定す ると,関節の可動性,筋節長, コラーゲ ン線維の配列 などにおいて形態学的変化が認め られる.

今 までそれ らの変化 には筋 肉‑の栄養や酸素の供給が低

下す るため と考 え られて きたが,今 回の研究 によって, MMP‑ 2 の誘導が重要 な役割 を果 た していることが示唆

された.

さらに, この MMP‑ 2 の発現 は CPM 群 では蛋 白レベル において も, メ ッセ ンジャー RNA レベ ル において も抑 制 されてお り, CPM が廃用性筋萎縮 を抑制す る効果は, CPM が MMP‑ 2 の発現 を抑制す る機序 も関与 してい るこ

とが示唆 された.それによって,筋周囲の細胞外マ トリッ クスの破壊 の進行が抑制 され,筋 肉の細胞外か らの栄養 や酸素の供給が保 たれる もの と考 え られた.

文 献

1)Oki t aM, Yos hi mur aT, Nakano ∫ , Mo t omur aM , Eguc hiK :Ef f e c t sofr e duc e dj oi ntmobi l i t yo n s ar c ome r el e ngt h,c ol l age nf i br i lar r ange me nti n t hee ndomys l um,andhyal ur onani nr ats o l e us mus c l e ,∫Mus c l eRe sCe l lMo t ュ l ,2 5:1 5 9 ‑ 1 6 6,2 0 0 4.

2)Okamot oT,At s ut aY,Shi maz akiS:Se ns or yaf ‑ f e r e ntpr ope r t i e sofi mmobi l i s e dori nf l ame dr at kne e sdur i ng c ont i nuouspas s i vemo ve me nt ,∫

BoneJo i ntSur gBr ,81:1 71 ‑ 1 7 7,1 9 9 9.

3)Car me l iE,Co l e ma n 氏 ,Re z ni c kAZ:Thebi oc he m‑

i s t r yofagl ngmus c l e ,ExpGe r ont ol ,3 7:47 7 ‑ 48 9 , 2 0 01 .

4)Re z ni c kAZ,Me nas he 0 , Bar ‑ Sha主M, Col e manR , Ca me l iE:Expr e s s i o nofma t r i xme t al l o pr o t e i nas e , i ngi bi t or,andac i dphos pha t as ei ni mmobi l i z e d hi ndl i mbsofr at s ,Mus c l eNe r v e,2 6:51 ‑ 5 9,2 0 0 3.

5)Ba r ‑ Sha主M, Car me l iE, Col e man 氏 , Re z ni c kAZ:

Me c ha ni s msi nmus c l eat r ophyi ni mmobi l i z at i on andagl ng , AnnN Y Ac adS° i ,1 01 9:4 7 5 ‑ 47 8 , 2 00 4.

6)Ca r me l iE,MoasM,Re z ni c kAZ,Co;e man氏 : Mat r i xme t a l l opr ot e i nas e sands ke l e t almus c l e:

abr i e fr e v i e w,Mus c l eNe r ve ,2 9:1 91 ‑ 1 9 7 ,2 0 0 4.

7)Bul lH , Mur r ay PG , ThomasD , Fr as e rAM , Ne l s onPN :Ac i dphos phat as e s ,Mol ,Pat ho 15 5:

6 5 ‑ 7 2,2 0 0 2.

8)Ta i l l andi e rD,Aur o us s e auE , Me yni a1 ‑ De ni sD , Be c he tD,Fe r r ar aM,Cot t i nP,Duc as t ai ngA , Bi gar dX, Gue z e nne cCY,Sc hm i dHP, At t ai xD:

Coo r di nat eac t i v a t i o nofl ys o s o ma lCa2 十aC t i v at e d andATp‑ ubi qui t i n‑ de pe nde ntpr o t e i nas e si nt he unwe i ght e dr ats ol e usmus c l e ,Bi oc he m ∫ ,31 6:

1 1 1 6 ‑ 1 1 2 2,1 9 9 6.

9)Le c ke rSH,So l o mon V ,Mi t c hWE,Go l dbe r gAL , Mus c l epr ot e i nbr e akdownandt hec r i t i c alr ol eof t heubi qui t i n‑ pr ot e as omepat hwayl nnor maland di s e as es t at e s ,∫Nut r,1 2 9 ( Suppl .1 S):2 2 7 S‑

2 3 7 S,1 9 9 9.

1 0 )Oki t aM,Yos hi mur aT,Nakano ∫ ,Sai kiA : Pat hoge ne s i so ft hej oi ntc ont r a c t ur ea ndt hemus ‑ c l es t r e t c hi ngont hej ol ntC Ont r aC t ur e ,∫I nve s t Phys The r,3:2 9 ‑ 3 6,2 0 0 0.

l l )Br ownM,Has s e rEM :We i ght ‑ be ar i nge f f e c t s ons ke l e t a lmus c l edur i ngandaf t e rs t i mul at e d be dr e s t , Ar c h PhysMe dRe habi l ,7 6:5 41 5 4 6 , 1 9 9 5.

1 2 )Al l e yKA, Tomps onLV :I nf l ue nc eofs t i mul at e d be dr e s tandi nt e r mi t t e ntwe i ghtbe ar i ngons i n‑

gl es ke l e t almus c l ef i t ) e rf unc t i oni nage dr at s , Ar c hPhysMe 且Re ha bi l ,7 8:1 9 ‑ 2 5,1 9 9 7.

1 3)Hur s tJE andFi t t sRH :Hi ndl i mbunl oadi ng‑

i nduc e dmus c l eat r ophyandl os soff unc t i on:

pr ot e c t i vee f f e c tofi s ome t r i ce xe r c i s e ,∫ Appl Phys i o l ,9 5:1 4 0 5 ‑ 1 41 7,2 0 0 3.

1 4)Sas aT, Sai r yo X , Yos hi daN, FukunagaM, Koga K,I s hi kawaM , Yas uiN :Cont i nuousmus c l e s t r e t c hpr e ve nt sdi s us emus c l eat r ophyandde t e ‑ r i or at i on ofi t soxi dat i vec apac i t y l n r att ai 1 ‑ s us pe ns i onmode l s , Am ∫PhysMe dRe habi l , 8 3:

8 51 ‑ 85 6,2 0 0 4.

1 5)OkiS, De s aki∫Mat s udaY, Okumur aH,Shi bat a T :Ca pi l l a r i e swi t hf e ne s t r aei nt her ats o l e us mus c l eaf t e re xpe r i me nt all i mbi mmobi l i z at i o n,∫

El e c t r onMi c r os c ,4 4:3 0 7 ‑ 31 0,1 99 5.

1 6)Cho iYC , Dal akasMC , Expr e s s on ofmat r i x me t al l opr o t e i nas e si nt hemus c l eofpat i e nt swi t h i nf l ammat or ymyopat hi e s, Ne ur o l ogy,5 4:6 5 ‑ 7 1 , 2 0 0 0.

1 7 )Ki e s e i e rBC,Sc hne i de rC,Cl e me nt sJM,Ge ar i ng AJ,Go l dR,ToykaKV,Ha r t ungHP:Expr e s s i on ofs pe c i f i cmat r i xme t al l opr o t e i nas e si ni nf l am‑

mat or ymyopat hi e s ,Br ai n,1 2 4:3 41 ‑ 3 51 ,2 0 01 . 1 8)Khe r i fS,Laf umaC,De haupasM,Lac hkarS

< Four ni e rJG,Ve r di e r e ‑ SahuqueM,Far de au M , Al ame ddi ne HS :Expr e s s i o n of mat r i x me t al l o pr ot e i nas e s2and91 nr e ge ne r at i ngs ke l e ‑ t almus c l e:as t udy l n e xpe r i me nt al l y i nj ur e d

保健学研究

andmdxmus c l e s ,De vBi o l ,2 05:1 5 8 ‑ 1 7 0,1 9 9 9.

1 9)Gi anne l l iG,DeMar z oA,Mar i nos c iF,Ant onac i S:Mat r i xme t al l opr o t e i nas ei mbal anc ei nmus ‑ c l edi s us ea t r ophy , Hi s t o IHi s t opat hol ,2 0:9 9 ‑ 1 0 6,2 00 5.

2 0)Fr i s dalE,Te i ge rE,Le f auc he urJP , AdnotS , Pl anusF,Laf umaC,D' Or t hoMP:Ⅰ nc r e as e de x‑

pr e s s i on ofge l at i nas e sandal t e r at i on ofbas e 一 me ntme mbr anei nr ats ol e usmus c l ef ol l owi ng f e mo r al ar t e r y l i gat on , Ne ur opat hoI Appl Ne ur obi ol ,2 6:l l ‑ 21 ,2 0 0 0.

2 1 )Chi n JR , We r b Z:Mat r i x me t al l opr ot e i nas e s r e gul at emor phoge ne s I S , ml gr at i on, andc ar t i l age i nt hemandi bul arar c h,De v e l opme nt ,1 2 4:1 5 2 9 ‑ 1 5 3 0,1 9 9 7.

2 2 )Si ngh A , Ne l s on‑ Moo n ZL , ThomasGJ , Hunt NP , Le wi s MP :I de nt i f i c at i on of mat r i x me t al l opr ot e i nas e s and t he i r t i s s ue i nhi bi t or s t ype1and21 nhumanmas s e t e rmus c l e ,Ar c h Or alBi o 1 ,4 5:431 ‑ 4 4 0,2 0 0 0.

2 3)Gi e s on VEJ,Skal ak TC :Chr oni cv as odi l at i on i nduc e smat r i x me t a l l o pr ot e i nas e9e xpr e s s i on dur i ng mi c r ov as c ul ar r e mode ki ng r ats ke l e t al mus c l e ,Mi c r oc i r c ul a t i on,S:2 5 ‑ 31 ,2 0 0 1.

2 4)Sc ho s e rBG , Bl o t t ne rD:Ma t r i xme t a l l o pr o t e i na s e s MMP‑ 2 ,MMp‑ 7a ndMMp‑ 91 nde ne r v at e dhuman mus c l e ,Ne ur or e po r t ,1 0:2 7 9 5 ‑ 2 7 9 7 ,1 9 9 9.

2 5)Kos ki ne nSO,Kj ae rM , MohrT,Sor e ns e nFE , Duur one nT,Taka l aTE:TypeI V c o l l age nand i t sde gr adat i oni npa r al yz e dhuma nmus c l e:e f f e c toff unc t i onale l e c t r i c als t i mul at i o n , Mus c l e Ne r v e ,2 3:5 8 0 ‑ 5 8 9,2 0 0 0.

2 6 )Kos ki ne nSO,WangW,Aht i kos kiAM,Kj ae rM , HanXY, Komul ai ne n ∫ , Kovane nV, Ta ka l aTW : Ac ut ee xe r c i s ei nduc e dc hange si n r ats ke l e t al mRNAsandpr ot e i nsr e gul at i ngt ypeI Vc ol l age n c ont e nt , Am ∫Phys i o IRe gull nt e grCo mpPhys l o l , 2 8 0:R1 2 9 2 ‑ 3 0 0,2 0 0 1 .

‑ 1 0‑

1 0 )Oki t aM,Yos hi mur aT,Nakano ∫ ,Sai kiA : Pat hoge ne s i so ft hej oi ntc ont r a c t ur ea ndt hemus ‑ c l es t r e t c hi ngont hej ol ntC Ont r aC t ur e ,∫I nve s t Phys The r,3:2 9 ‑ 3 6,2 0 0 0.

l l )Br ownM,Has s e rEM :We i ght ‑ be ar i nge f f e c t s ons ke l e t a lmus c l edur i ngandaf t e rs t i mul at e d be dr e s t , Ar c h PhysMe dRe habi l ,7 6:5 41 5 4 6 , 1 9 9 5.

1 2 )Al l e yKA, Tomps onLV :I nf l ue nc eofs t i mul at e d be dr e s tandi nt e r mi t t e ntwe i ghtbe ar i ngons i n‑

gl es ke l e t almus c l ef i t ) e rf unc t i oni nage dr at s , Ar c hPhysMe 且Re ha bi l ,7 8:1 9 ‑ 2 5,1 9 9 7.

1 3)Hur s tJE andFi t t sRH :Hi ndl i mbunl oadi ng‑

i nduc e dmus c l eat r ophyandl os soff unc t i on:

pr ot e c t i vee f f e c tofi s ome t r i ce xe r c i s e ,∫ Appl Phys i o l ,9 5:1 4 0 5 ‑ 1 41 7,2 0 0 3.

1 4)Sas aT, Sai r yo X , Yos hi daN, FukunagaM, Koga K,I s hi kawaM , Yas uiN :Cont i nuousmus c l e s t r e t c hpr e ve nt sdi s us emus c l eat r ophyandde t e ‑ r i or at i on ofi t soxi dat i vec apac i t y l n r att ai 1 ‑ s us pe ns i onmode l s , Am ∫PhysMe dRe habi l , 8 3:

8 51 ‑ 85 6,2 0 0 4.

1 5)OkiS, De s aki∫Mat s udaY, Okumur aH,Shi bat a T :Ca pi l l a r i e swi t hf e ne s t r aei nt her ats o l e us mus c l eaf t e re xpe r i me nt all i mbi mmobi l i z at i o n,∫

El e c t r onMi c r os c ,4 4:3 0 7 ‑ 31 0,1 99 5.

1 6)Cho iYC , Dal akasMC , Expr e s s on ofmat r i x me t al l opr o t e i nas e si nt hemus c l eofpat i e nt swi t h i nf l ammat or ymyopat hi e s, Ne ur o l ogy,5 4:6 5 ‑ 7 1 , 2 0 0 0.

1 7 )Ki e s e i e rBC,Sc hne i de rC,Cl e me nt sJM,Ge ar i ng AJ,Go l dR,ToykaKV,Ha r t ungHP:Expr e s s i on ofs pe c i f i cmat r i xme t al l opr o t e i nas e si ni nf l am‑

mat or ymyopat hi e s ,Br ai n,1 2 4:3 41 ‑ 3 51 ,2 0 01 . 1 8)Khe r i fS,Laf umaC,De haupasM,Lac hkarS

< Four ni e rJG,Ve r di e r e ‑ SahuqueM,Far de au M , Al ame ddi ne HS :Expr e s s i o n of mat r i x me t al l o pr ot e i nas e s2and91 nr e ge ne r at i ngs ke l e ‑ t almus c l e:as t udy l n e xpe r i me nt al l y i nj ur e d

保健学研究

andmdxmus c l e s ,De vBi o l ,2 05:1 5 8 ‑ 1 7 0,1 9 9 9.

1 9)Gi anne l l iG,DeMar z oA,Mar i nos c iF,Ant onac i S:Mat r i xme t al l opr o t e i nas ei mbal anc ei nmus ‑ c l edi s us ea t r ophy , Hi s t o IHi s t opat hol ,2 0:9 9 ‑ 1 0 6,2 00 5.

2 0)Fr i s dalE,Te i ge rE,Le f auc he urJP , AdnotS , Pl anusF,Laf umaC,D' Or t hoMP:Ⅰ nc r e as e de x‑

pr e s s i on ofge l at i nas e sandal t e r at i on ofbas e 一 me ntme mbr anei nr ats ol e usmus c l ef ol l owi ng f e mo r al ar t e r y l i gat on , Ne ur opat hoI Appl Ne ur obi ol ,2 6:l l ‑ 21 ,2 0 0 0.

2 1 )Chi n JR , We r b Z:Mat r i x me t al l opr ot e i nas e s r e gul at emor phoge ne s I S , ml gr at i on, andc ar t i l age i nt hemandi bul arar c h,De v e l opme nt ,1 2 4:1 5 2 9 ‑ 1 5 3 0,1 9 9 7.

2 2 )Si ngh A , Ne l s on‑ Moo n ZL , ThomasGJ , Hunt NP , Le wi s MP :I de nt i f i c at i on of mat r i x me t al l opr ot e i nas e s and t he i r t i s s ue i nhi bi t or s t ype1and21 nhumanmas s e t e rmus c l e ,Ar c h Or alBi o 1 ,4 5:431 ‑ 4 4 0,2 0 0 0.

2 3)Gi e s on VEJ,Skal ak TC :Chr oni cv as odi l at i on i nduc e smat r i x me t a l l o pr ot e i nas e9e xpr e s s i on dur i ng mi c r ov as c ul ar r e mode ki ng r ats ke l e t al mus c l e ,Mi c r oc i r c ul a t i on,S:2 5 ‑ 31 ,2 0 0 1.

2 4)Sc ho s e rBG , Bl o t t ne rD:Ma t r i xme t a l l o pr o t e i na s e s MMP‑ 2 ,MMp‑ 7a ndMMp‑ 91 nde ne r v at e dhuman mus c l e ,Ne ur or e po r t ,1 0:2 7 9 5 ‑ 2 7 9 7 ,1 9 9 9.

2 5)Kos ki ne nSO,Kj ae rM , MohrT,Sor e ns e nFE , Duur one nT,Taka l aTE:TypeI V c o l l age nand i t sde gr adat i oni npa r al yz e dhuma nmus c l e:e f f e c toff unc t i onale l e c t r i c als t i mul at i o n , Mus c l e Ne r v e ,2 3:5 8 0 ‑ 5 8 9,2 0 0 0.

2 6 )Kos ki ne nSO,WangW,Aht i kos kiAM,Kj ae rM , HanXY, Komul ai ne n ∫ , Kovane nV, Ta ka l aTW : Ac ut ee xe r c i s ei nduc e dc hange si n r ats ke l e t al mRNAsandpr ot e i nsr e gul at i ngt ypeI Vc ol l age n c ont e nt , Am ∫Phys i o IRe gull nt e grCo mpPhys l o l , 2 8 0:R1 2 9 2 ‑ 3 0 0,2 0 0 1 .

‑ 1 0‑

I nhi bi t i o nofmat r i xme t a l l o pr o t e i nas ei ndi s us emus c l e sby c ont i nuouspa s s i v emo t i o n

TomokiORI GUCHI l , Mi nor uOKI TA 2 ,JunyaSAKAMOTO 3･5 ,TakayukiSAKA I l , 4 ,

Ji roNAKANO 1 ,Tos hi roYOSHI MURA l , At s us hiKAWAKAMI 5 , Kat s umiEGUCHI 5

1 Gr aduat eSc hoo lofHe al t hSc i e nc e s,Nagas akiUni ve r s i t y 2 De par t me ntofRe ha bi l i t at i on,Se i j oUni ve r s i t y

3 Nagas akiMe mor i alHos pi t al 4 Ni j i gaokaHos pi t al

5 Gr aduat eSc hoo lofBi ome di c alSc i e nc e s ,Nagas akiUni ve r s i t y

Abs t r ac t Wee xami ne dt hee f f e c t sofi mmobi l i z at i onandc ont i nuouspas s i vemo t i ononmat r i x me t al l o pr ot e i nas e2e xpr e s s i oni nr ats ol e usmus c l e . Ei ght ‑ we e k一 〇l dmal eWi s t e rra t swe r eus e df o re ac h oft wot r i al s ,onewi t h2we e ks ,andanot he ronewi t h4we e ksofi mmobi l i z at i onwi t h/Wi t houtCPM. I n e ac ht r i al ,r at swe r ei mmobi l i z e d( i mmo bi l i z at i ongr oup) ,andi mmo bi l i z e dands i mul t ane ous l ygi ve n CPM ( CPM gr oup) .Thes ol e usmus c l eofe ac hr atwase val ua t e dbyge l at i nz ymogr aphy,we s t e r nbl ot ‑ t i ng,RT‑ PCR,andi mmunohi s t oc he mi c als t ai ni ng.Ge l at i nz ymogr aphyr e ve al e dagr e at e rl e ve lof ge l at i nas eac t i vi t yi nt hee xt r ac toft hemus c l e soft hei mmo bi l i z at i ongr oupt hani nt hos eoft hec ont r ol andCPM gr o up.Thee xpr e s s i o nsofMMP‑ 2mRNAi nt hemus c l ee xt r ac toft hei mmobi l i z at i ongr oup we r eal s ogr e at e rt hant hos ei nt hec o nt r olandCPM gr oup.Ourr e s ul t ss ugge s t e dt hatj oi nti mmobi ‑ 1 i z at i oni nduc e sMMP‑ 2e xpr e s s i o ni nmus c l e s ,r e s ul t i ngi nmus c ul arde ge ne r at i on,andt hatCPM c an pr e v e ntt he s ec hange s .

He a l t hSc i e nc eRe s e ar c h 1 9( 1 ):7 ‑ l l ,2 0 0 6 Ke yWor ds di s us eat r ophy,c ont r ac t i o n,mat r i xme t al l opr ot e i nas e ,c o nt i nuo uspas s i v emot i on

I nhi bi t i o nofmat r i xme t a l l o pr o t e i nas ei ndi s us emus c l e sby c ont i nuouspa s s i v emo t i o n

TomokiORI GUCHI l , Mi nor uOKI TA 2 ,JunyaSAKAMOTO 3･5 ,TakayukiSAKA I l , 4 ,

Ji roNAKANO 1 ,Tos hi roYOSHI MURA l , At s us hiKAWAKAMI 5 , Kat s umiEGUCHI 5

1 Gr aduat eSc hoo lofHe al t hSc i e nc e s,Nagas akiUni ve r s i t y 2 De par t me ntofRe ha bi l i t at i on,Se i j oUni ve r s i t y

3 Nagas akiMe mor i alHos pi t al 4 Ni j i gaokaHos pi t al

5 Gr aduat eSc hoo lofBi ome di c alSc i e nc e s ,Nagas akiUni ve r s i t y

Abs t r ac t Wee xami ne dt hee f f e c t sofi mmobi l i z at i onandc ont i nuouspas s i vemo t i ononmat r i x me t al l o pr ot e i nas e2e xpr e s s i oni nr ats ol e usmus c l e . Ei ght ‑ we e k一 〇l dmal eWi s t e rra t swe r eus e df o re ac h oft wot r i al s ,onewi t h2we e ks ,andanot he ronewi t h4we e ksofi mmobi l i z at i onwi t h/Wi t houtCPM. I n e ac ht r i al ,r at swe r ei mmobi l i z e d( i mmo bi l i z at i ongr oup) ,andi mmo bi l i z e dands i mul t ane ous l ygi ve n CPM ( CPM gr oup) .Thes ol e usmus c l eofe ac hr atwase val ua t e dbyge l at i nz ymogr aphy,we s t e r nbl ot ‑ t i ng,RT‑ PCR,andi mmunohi s t oc he mi c als t ai ni ng.Ge l at i nz ymogr aphyr e ve al e dagr e at e rl e ve lof ge l at i nas eac t i vi t yi nt hee xt r ac toft hemus c l e soft hei mmo bi l i z at i ongr oupt hani nt hos eoft hec ont r ol andCPM gr o up.Thee xpr e s s i o nsofMMP‑ 2mRNAi nt hemus c l ee xt r ac toft hei mmobi l i z at i ongr oup we r eal s ogr e at e rt hant hos ei nt hec o nt r olandCPM gr oup.Ourr e s ul t ss ugge s t e dt hatj oi nti mmobi ‑ 1 i z at i oni nduc e sMMP‑ 2e xpr e s s i o ni nmus c l e s ,r e s ul t i ngi nmus c ul arde ge ne r at i on,andt hatCPM c an pr e v e ntt he s ec hange s .

He a l t hSc i e nc eRe s e ar c h 1 9( 1 ):7 ‑ l l ,2 0 0 6

Ke yWor ds di s us eat r ophy,c ont r ac t i o n,mat r i xme t al l opr ot e i nas e ,c o nt i nuo uspas s i v emot i on