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Academic year: 2021

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学 位 論 文 の 要 約

三 重 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科 所 属 | 甲 生 命 医 科 学 専 攻 腫 癖 医 科 学 講 座

腫 痕 集 学 治 療 学 分 野

主論文の題名

氏 名

重 大 学

池 村 重 人

Effect of tenascinC on the repair of fullthickness osteochondral defects of articular  cartilagin rabbits 

(テネイシンCを用いたウサギ関節軟骨全眉欠損の修復)

Shigeta Ikemura, Masahiro Hasegawa, TakahirIino, Keiichi Miyamoto,  Kyoko ImanakaYoshida, Toshimichi Yoshida, AkihirSudo 

JournaoOrthopaediResearc33:56371, 201

主論文の要約

導 入

関 節 軟 骨 に は わ ず か な 再 生 能 力 し か な い た め 、 変 形 性 関 節 症 や 外 傷 に お け る 軟 骨 病 変 の 治 療 は 整 形 外 科 領 域 に お け る 最 重 要 課 題 の 1つ で あ る。組 織 移 植 や 細 胞 移 植 、 増 殖 因 子 な ど を 用 いた 骨 軟 骨 全 層 欠損 の 修 復 に つ い て の 様 々 な 報 告 が あ るこ れ ら の 報 告 の う ち の い く つ か は 小 さ な 骨 軟 骨 欠 損 の 修 復 に 成 功 し て い る が 、 硝 子 軟 骨 の 完 全 な 修 復 方 法 は 今 の と こ ろ な い 。

背 景

マ ト リ ッ ク ス 細 胞 タ ン パ ク の 1つ で あ る テ ネ イ シ ン

c

(以 TNC) は 正 常 組 織 で の 発 現 は 限 ら れ て い る が 、 炎 症 、 組 織 修 復 、 腫 壌 と い っ た 環 境 で は 発 現 が 増 加 す る関 節 に お い て は 、 成 人の 正 常 な 関 節 軟 骨 で は TN Cの 発 現 を ほ と ん ど 認 め な い が 、 変 形 性 関 節 症 、 関 節 リ ウ マ チ で は 関 節 軟 骨 、 滑 膜 に お け る TN C の 発 現 が 増 加 し 、 関 節 液 中 の TN Cの 濃 度 が上 昇 す る こ と が 知 ら れ て い る こ れ ま で に わ れ わ れ は invitzoに お け る T NCの 軟 骨 細 胞 増 殖 作 用 、 プ ロ テ オ グ リ カ ン 合 成 促 進 作 用 に つ い て 報 告 し た (JOS 2010)。また、 TN Cノッ ク ア ウ ト マ ウ ス に お け る 関 節 軟 骨 全 層 欠 損 の 修 復 は 、 野 生 型 と 比 較 し て 遅 延 す る こ と も 報 告 し た 。 こ れ ら の 結 果 か ら 、 TN Cは 軟 骨 形 成 を 促 進 し 、 損 傷 軟 骨 に お け る 軟 骨 修 復 を 促 進 す る 作 用 が あ る と 強 く 推 測 し た 。

(2)

[目的]

本 研 究 の 目 的 は in vivoにおける TNCの 軟 骨 修 復 促 進 効 果 に つ い て 検 討 す る こ と であるTNCは へ パ リ ン 結 合 タ ン パ ク で あ る が 、 へ パ リ ン 活 性 を 持 つ 分 子 と し て 開 発 さ れ TNCと結合する こと が 証 明 さ れ て い る 硫 酸化ジ ェ ラ ン 固 定 化 ジ ェ ラ ン ス ポ ン ジ(以下 Gellan・GS)を、 TNCを局 所 に 保 持 す る 目 的 で 新 し い scaffoldとして用い た。

方法

TNCを 含 浸 さ せ た GellanGSか ら の TNCの 放 出 に つ い て 、 対 象 に ア テ ロ コ ラ ー ゲ ン ス ポ ン ジ を 用 い invitroで 徐 放 実 験 を 行 い 評 価 し た

12週齢 の 雌 の 日 本 白 色 家 兎 27羽 を 用 い 、 両 側 の 大 腿 骨 膝 蓋 溝 に 直 径 4mm×深さ 4mmの 全 層 軟 骨 欠 損 を 作 製 し た各 膝 を 以 下 の 3群 に 分 け たGroupIGellan・  GSに 生 食 を 含浸さ せ欠 損部 に充 填し た。 Group2GellanGSTNC10 μ g/mlを 含 浸 さ せ 欠 損 部 に 充 填 し た。Group3Gellan‑GSTNC100 μ g/mlを 含 浸 さ せ 欠 損 部 に 充 填 し た。各 群 は 術 後 4週、 8週、12週 で 屠 殺 し ( そ れ ぞ れ N=6)、修復の評 価 は 肉 眼 (InternationalCartilage Repair Society repair score) お よ び 組 織 学 的 評 価(modifiedWAKITANI score)により行った滑 膜 に つ い て も 組 織 学 的 に 評 価 し た

[結 果l

in vitroの徐放実験では、 GellanGS、 ア テ ロ コ ラ ー ゲ ン ス ポ ン ジ か ら 放 出 さ れ る TNCの濃度は経時的に低下したが、 day4以 降 に お い て Gellan・GSか ら の 放 出 濃 度 が 有 意 に 高 か っ た

肉 眼 的 評 価 で は 、 関 節 拘 縮 や 感 染 を 生 じ た 膝 は 認 め な か っ た。術 後 4週 で は す べ てGroupに お い て 欠 損 部 は 茶 色 い 不 透 明 な 組 織 で 満 た さ れ 陥 凹 は 残 存していた術 後 8週 で は Group2に お い て 欠 損 部 は 光 沢 の あ る 軟 骨 様 組 織 で 覆 わ れ 、 他 の 群 と 比 較 し 良 好 な 修 復 を 認 め た。Group1Group3に お い て は 欠 損 部 の 辺 縁 の み が 軟 骨 様 組 織 で 覆 わ れ て い た が 中 央 の 陥 凹 は 残 存 し て い た術 後 12週では、 Group 2にお い て 欠 損 部 は 滑 ら か な 軟 骨 様 組 織 で 覆 わ れ 、 他 の 群 と 比 較 し 良 好 な 修 復 を 認 め た Group lとGroup3に お い て は 欠 損 部 は 茶 色 い 不 透 明 な 組 織 で 満 た さ れ て い た

組 織 学 的 評 価 で は 、 術 後 4週 で は す べ て の Groupにおいて軟骨修復を認めず、

GellanGSは 欠 損 部 の 深 さ 3分 の l程 度 残 存 し て い た術 後 8週 で は 、 す べ て の Groupに お い て Gellan・GSは 軟 骨 の 層 に は 残 っ て い な か っ た が 軟 骨 下 骨 に 残 存 し て いたGroup2に お い て 欠 損 部 は 硝 子 様 軟 骨 で 覆 わ れ 良 好 な 修 復 を 認 め たGroup3  に お い て は 欠 損 部 の 辺 縁 が 硝 子 様 軟 骨 で 覆 わ れ た が 、 中 央 は 線 維 組 織 で 満 た さ れ た い たGroup1に お い て は Gellan・GSは 欠 損 部 の 底 部 に 残 存 し て い た が 、 欠 損 部 の 修 復 は 認 め ず 、 軟 骨 下 骨 も 修 復 を 認 め な か っ た。術後 12週で は す べ て の Groupにおいて Gellan・CSは 消 失 し て い たGroup2に お い て 欠 損 部 は 硝 子 様 軟 骨 で 覆 わ れ 、 軟 骨 下 骨 も 良 好 な 修 復 を 認 め たGrouplとGroup3に お い て は 軟 骨 下 骨 の 修 復 を 認 め た

(3)

が 軟 骨 修 復 は 認 め ず 周 囲 の 軟 骨 の 変 性 所 見 を 認 め た。すべての群において、 TNCの 発 現 は 軟 骨 表 面 や 修 復 組 織 で 認 め たmodifiedWAKITANI scoreによる評価でも、

術 後 4週で は 各 group聞に 有 意 差 は 認 め な か っ た が 、 術 後 8週、 12週 に お い て は Group 2は他の 群 と 比 較 し て 有 意 に 良 好 な 結 果 で あ っ た。

滑 膜 の 評価で は 、 す べ て の 群 に お い て 4週、8週 で 滑 膜炎を認めたが、 12週 で は 軽 減 し て い た。ま た 各 時 点 に お け る 滑 膜 炎 の 程 度 に 各 群 間 で 差 は な か っ た

考 察 お よ び 結 論

関 節 軟骨は 修 復 能 が 乏 し い た め 、 変 形 性 関 節 症 や 離断性 骨 軟 骨 炎 、 外 傷 な ど に よ る 軟 骨 病 変 の 修 復 は 整 形 外 科 に お け る 最 も 重 要 な 課 題 の 1つ で あ る。組 織 移 植 、 細 胞 移 植 、 増 殖 因 子 を用 いた 全 層 軟 骨 欠 損 の 修 復 に つ い て の 報 告 は あ る が 、 広 く 受 け 入 れ ら れ て い る 硝 子 軟 骨 の 完 全 な 修 復 方 法 は な い近年、 b‑FGFTGF‑f3IGF‑IBMPな ど の 成 長 因 子 が 変形 性関 節症の 関 節 軟 骨 に お い て 発 現 が 増 加 し て お り 、 こ れ ら は 軟 骨 細 胞 再 生 や 軟 骨 基 質 の 形 成 を 促 進 す る と の 報 告 が な さ れ て い る

ジ ェ ラ ン は 毒 性 が な い こ と 、 加 工 が 容 易 で あ る こ と 、 軟 骨 の グ リコ サ ミ ノ グ リカ ン に 構 造 が 類 似 し て い る こ と な ど か ら 軟 骨 組 織 工 学 で は 使 用 の 報 告 が あ る。硫 酸 化 ジ ェ ラ ン は わ れ わ れ の グ ループが オ リ ジ ナ ル で あ る硫 酸 化 ジ ェ ラ ン は へ パ リ ン 活 性 を 持ち、 へ パ リ ン 結 合 タ ン パ ク で あ る TNC と 結 合 す る。ジ ェ ラ ン と 硫 酸 化 ジ ェ ラ ン の 特 性 を 兼 ね 備 え た Gellan ‑GSを開発し、 TNCを 局 所 に保 持す る 目 的 で 新 し い scaffoldと し て 用 い た

家 兎 全 層 軟 骨 欠 損 部 に 対 す る TNC10 μ g/mlを 含 浸 さ せ た Gellan‑GSの 充 填 は 軟 骨 修 復 に 有 効 で あ り 、 TNC100 μ g/mlを 含 浸 さ せ た Gellan‑GSの 充 填

よ り 良 好 な 結 果 で あ っ た以 前 報 告 し た invitroの 研 究 の結果では、 1μ g/ ml TNCで は 軟 骨 細 胞 増 殖 作 用 、 プ ロ テ オ グ リ カ ン 合 成 促 進 作 用 は 認 め ず 、 10

μ g/mlで は 効 果 を 認 め た今 回 の 結 果 か ら も TNCの 濃 度 は lOμg/mlが 軟 骨修 復 に 至 適 濃 度 で あ る こ と が 示 唆 さ れ た本 報 告 は invivoに お け る TNCの 軟 骨 修 復 促 進 効 果 を 示 し た 最 初 の 報 告 で あ るTNCの 至 適 投 与 量 、 投 与 期 間 を 決 定 す る た め さ ら な る 研 究 が 必 要 で あ る。また、 T NCが 低 用 量 に お い て の み 軟 骨 修 復 を 促 進 す る 理 由 や 機 序 を 明 確 に す る 必 要 が あ る

参照

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