線維軟骨形成におけるアグリカン遺伝子の発現機構の解明

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関節軟骨は、ひとたび損傷されると本来の硝子軟骨では再生されず、線維軟骨によって修復されるに過ぎないことが知られている。しかし、最近、我々は、線維軟骨にも関節軟骨のプロテオグリカン、いわゆるアグリカンが存在することを見いだしている。そこで、今回、家兎の関節軟骨に欠損部を作製し、同部に線維軟骨が形成される過程でアグリカン遺伝子がどのように発現され、また、サイトカインの投与が同遺伝子の形質発現を促進して硝子軟骨に類似した組織を誘導し得るものであるか否かについて検討した。すなわち、家兎の大腿骨に直径4mmの軟骨欠損部を作製した。術後16週が経過し、欠損部に線維軟骨が認められる時期から、関節内にTGF-β(trans forming factor-β)もしくはbasic FGF(fibroblast growth factor)を投与し、組織標本を作製して抗II型コラーゲン抗体染色とアルシヤンブルー染色を行った。その結果、術後16週の時点では、約80%の家兎の欠損部に線維軟骨組織による修復が認められた。TGF-β投与後2ケ月の欠損部は、投与後とほぼ同様なものと完全に線維性組織によって置換されたものであった。一方basic FGF投与群では、線維軟骨基質の染色性が増加したものが一部に認められたが、殆どは、投与前と不変か線維性組織に置換されていた。近年、軟骨欠損部にbasic FGFを投与すると未分化間葉系細胞に作用して軟骨細胞への分化を促進することが報告されている。こうした結果を基に、in vivoで線維軟骨組織にサイトカインの投与を行ったが、線維軟骨細胞から軟骨細胞への置換は起こらなかった。このことから、線維軟骨によって修復されると硝子軟骨に置換されることは不可能と思われる