急速凍結軟骨基質における硫酸基の超微局在と石灰化

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軟骨プロテオグリカン(PG)は、化学固定により凝集、位置移動といった構造変化を受ける。急速凍結法はよりnativeに近いPGの微細構造の保存を可能にし、電子顕微鏡的にそれらは微細なフィラメント構造を呈することが示されてきた。しかしながら三次元的に広がるコンドロイチン硫酸側鎖、殊に軟骨石灰化に重要な役割が示唆されている硫酸基自身のnativeな分布状態に関する情報は現在ほとんど皆無といってよい。本研究は、急速凍結軟骨基質をエポンもしくはLR WHITEに包埋し超薄切片上で、後高鉄ジアミン染色を施しnativeな硫酸基を検出した。エポンおよびLR WHITE包埋試料では基本的に硫酸基の分布様式は類似したが、染色反応性は明らかに後者が高かった。染色果粒の大きさは一般に前者で小さく、かつ高密度に現れた。細胞外基質の高鉄ジアミン染色果粒は、フィラメント状構造に一致して数珠状配列を呈し、軟骨基質石灰化側においても硫酸基の分布に際だった変化は認められず石灰化基質内に取り込まれていた。また軟骨基質内には染色果粒を伴わない。エアタンパクと推定されるフィラメント構造も存在した。増殖細胞層および肥大細胞層の軟骨細胞ではゴルジ装置の成熟面および分泌果粒に硫酸基の存在を認めた。染色果粒一個が一本の側鎖を示しているのか、側鎖中の複数の硫酸基を示しているのかは不明であるが、少なくとも大型の染色果粒はある程度収縮した側鎖を示すものと思われた。従来軟骨基質石灰化側において伸張していたPGが局所的に凝集することが示唆されてきたが、本研究ではこのことを積極的に支持する所見は得られなかった。