脊柱靭帯骨化症の原因としてのメカニカルストレスの関与を究明する研究

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Wistarratの第7、10尾椎に麻酔下にK-wireを挿入し、独自に開発した反復刺激装置にて刺激を加えた。20N、1Hz、1200 cycle/日で3-4週間刺激を加えた結果、micro CTにて第8-9尾椎に脊柱靱帯骨化の誘導が確認された。組織学的に脊柱靱帯の椎骨付着部に軟骨化生と内軟骨性骨化が認められ伸展ストレスが脊柱靱帯骨化を誘導することが示唆された。第8-9尾椎は椎弓、椎体、脊柱管などの区別がないため、より体幹の脊椎構造に近い頭側の尾椎で実験を行った。即ち第8尾椎にK-wireを刺入し、頭側は骨盤を特殊なブロックにて固定した上伸展刺激を加え、第2-5尾椎の変化を観察した。その結果10N、1800 cycle/日、2日間の刺激でmicro CT上明らかな骨化は認められなかったが、組織学的には後縦靱帯の脊椎付着部において、軟骨化生と内軟骨骨化が認められた。刺激の強さを様々に変化させて検討した結果、この組織学的変化の程度は刺激の強さに比例しており、伸展刺激が靱帯骨化に強く関連していることが示された。異所性軟骨組織はSafranin O染色とS-100 protein、Sox-9による免疫染色にて確認され、さらに異所性軟骨組織に隣接する細胞内にBMP-2の発現が認められた。これは実際の靱帯骨化症の患者より採取された組織にて報告された結果と同様であり、BMP-2が軟骨化生や靱帯骨化に関わっていることが判明した。さらに、BMP-2と靱帯骨化との関わりは、人為的にBMP-2をrat黄色靱帯に投与すると著明な黄色靱帯骨化が生じることでも確認された。脊柱靭帯骨化を自然発症するZucker Fatty ratにても同様の尾椎刺激実験を行ったが、現時点ではWistar ratとの明らかな相違は得られていない。今後ratの週齢や刺激条件を変え検討する必要があると思われた。