Kobe University Repository : Kernel

　Kobe
University Repository : Kernel
Title
腰痛のメカニズムの解明と治療に関する研究 (助成研究
報告)
Author(s)
高田, 徹 / 西田, 康太郎 / 前野, 耕一郎 / 角谷, 賢一朗 / 土
井田, 稔 / 黒坂, 昌弘
Citation
神戸大学医学部神緑会学術誌, 25: 66-68
Issue date
2009-08
Resource Type
Departmental Bulletin Paper / 紀要論文
Resource Version
publisher
URL
http://www.lib.kobe-u.ac.jp/handle_kernel/81006735
Create Date: 2015-02-01
助成研究報告
「腰痛のメカニズムの解明と治療に関する研究」
神戸大学大学院医学研究科器官治療医学講座運動機能学　高　田　徹（平成６年卒），西　田　康太郎（平成４年卒），前　野　耕一郎（平成９年卒）
角　谷　賢一朗（平成１２年卒），土井田　稔（昭和59年卒），黒　坂　昌　弘（昭和5２年卒）
はじめに
けの sham 群を作成した．物理刺激による疼痛過敏は
腰痛の原因には様々な疾患があるが，その中でも椎
１）
von Frey Hair を使用した．また，温度刺激による疼
間板ヘルニアは全人口の約１％が罹患し，その治療
痛過敏は54℃のホットプレートを使用して温度刺激か
コストは日本の医科診療における全運動器疾患のコス
ら疼痛過敏を示すまでの時間を測定した．これらを術
トの9.％，全脊椎疾患の.3%を占める
２）
とされ，
前，術後１，３，５，７，14日目に評価した．
腰痛の原因の大きなものとされている．椎間板ヘルニ
２．椎間板自家移植モデル
アは変性した脱出椎間板による神経根の圧迫とヘルニ
椎間板が宿主免疫にさらされた時の椎間板におけ
ア組織によって惹起された炎症により腰痛，下肢痛，
る in vivo でのマクロファージ集積と TNFalpha，IL-
麻痺症状などの症状が起きるが，健常ボランティアの
6，IL-8，PGE産生を調べるために椎間板自家移植モ
３）
に椎間板の脱出は認められることから，
デルを作成した．尾椎椎間板を摘出しＳＤラット背
椎間板ヘルニアの症状は主に椎間板ヘルニア組織によ
部へ自家移植した．術後０，１，３，５，７，14日目に
って惹起された炎症によって起きると考えられてい
移植した椎間板を摘出し，real timePCR を使用して
る．しかしながら椎間板ヘルニア組織由来の炎症の正
TNFalpha, IL-6，IL-8，COXの mRNA を定量し，
体は判然としていない．一方，椎間板ヘルニア組織に
⊿⊿ Ct 法を使用して比較した．これとは別に椎間板
はマクロファージを始めとする炎症細胞が多数認めら
から凍結切片を作成し，免疫染色を行い，CD68陽性
れること，椎間板ヘルニア組織では TNFalpha，IL-6,
細胞，すなわち，マクロファージを免疫染色し，400
IL-8，PGEなどの炎症惹起物質が産生されており，
倍に拡大して検鏡，連続5視野におけるマクロファー
これらが症状と相関することが報告されている．そこ
ジの数を定量，比較した．
で我々の仮説は１．椎間板ヘルニアモデルでは脱出椎
３．椎間板・マクロファージ共培養モデル
間板にマクロファージが集積し，TNFalpha，IL-6，IL-
椎間板とマクロファージの相互作用をさらに追及す
8，PGEが産生され椎間板ヘルニアの症状，特に疼痛
べく椎間板・マクロファージ共培養実験を行った．ラ
の元となる，２．椎間板とマクロファージの相互作用
ットの腹腔内から採取したマクロファージと自家椎間
によって TNFalpha, IL-6，IL-8，PGEが産生されて
板と共培養してこれらを6群に分け０，３，６，1，18，
いる，３．TNFalpha が椎間板とマクロファージの中
4時間後にそれぞれ培養上清を回収し酵素免疫測定法
心的な役割をしている，のである．
で TNFalpha，IL-6，IL-8，PGEを測定した．これと
40 ～ 70%
は別に抗 TNFalpha 中和抗体を椎間板培養上清に添
材料と方法
加し，その60分後にマクロファージとの共培養を開始
１．椎間板ヘルニアモデル
した．さらに4時間後に培養上清を回収し，酵素免疫
椎間板ヘルニアにおける神経根の圧迫と椎間板由来
測定法に使用し IL-6，IL-8，PGEを測定した．
の炎症を再現し得る椎間板ヘルニアモデルを作成し
た．SD ラットを使用して L ５横突起を切除してＬ５
結　果
神経根を露出し10-0 ナイロンで神経根を結紮した．
１．椎間板ヘルニアモデルにおいては神経根結紮単独
同時に尾椎椎間板を摘出しこれを神経根直上に自家移
群，神経根結紮に椎間板移植を併用した群ともに
植した．この方法を用いて神経根結紮単独群，神経根
Sham 群と比較して優位な疼痛過敏を示した．神
結紮に椎間板移植を併用した群，神経根を露出しただ
経根結紮に椎間板移植を併用した群は術後１日目
－ 66 －
神緑会学術誌　第 5 巻　009 年
から14日目まで神経根結紮単独群と比較して優位
を誘導する炎症惹起物質となった．２．自家移植され
な疼痛過敏を示した．この差が椎間板由来の炎症
た椎間板には TNFalpha の発現に引き続いて IL-6，IL-
によって惹起されたものと考えられる．神経根結
8，PGEが産生された．３．椎間板とマクロファージ
紮に椎間板移植を併用した群における疼痛過敏は
の共培養で２．と同様の状態が再現された．４．抗
術後５日目に最高となり以後は改善に向かってい
TNFalpha 中和抗体は IL-6，PGEの産生量を減じる
た．温度刺激による疼痛惹起は術前と優位差を示
ことができるが，IL-8産生には無効であった．
さなかった．
椎間板は健常状態では無血管組織であり，宿主免疫
２．自家移植椎間板においては術後１日目からマクロ
からは隔絶されているが，手術中に摘出されるヘルニ
ファージの浸潤が強く観察され，術後７日目をピ
ア組織にはマクロファージが多く認められる４，５）．
ークとして減少に向かっていた．移植椎間板に
また，TNFalpha，IL-6，IL-8，PGE はそれぞれ疼
おける TNFalpha，IL-6，IL-8，COX の mRNA
痛の惹起および伝導に関与する炎症惹起物質である
発現量を，術後14日目の発現量を1とした相対量
６，７，８）
で表すと，移植直後は IL-8は15%，COXは68%
の相互作用のみが TNFalpha，IL-6，IL-8，PGEを誘
しか検出されず，TNFalpha，IL-6は検出されな
導し得ることを示し，椎間板ヘルニアの症状，特に
かった．しかし，これらの発現量は時間を経る
疼痛にはマクロファージと椎間板の相互作用による
に従って増大し，TNFalpha は移植後１日目に
TNFalpha，IL-6，IL-8，PGE産生が大きな影響を持
発現量最大となり，その発現量は14日目の576.5
っていると考えられた．臨床研究では椎間板ヘルニ
倍となった．移植後３日目には IL-6，IL-8そして
ア患者に対する抗 TNFalpha 抗体を使用したプロス
COXmRNA 発現量が最大となった（IL-6：14日
ペクティブスタディーではプラセボ群と比較して有
目の53.5倍，IL-8：14日目の617倍，COX：14
意な症状改善がなかった９）．今回の我々の結果からは
日目の113倍）．
TNAalpha と独立した炎症経路が存在することが示唆
．我々の実験結果はマクロファージと椎間板
３．椎間板とマクロファージの共培養実験では
され，椎間板とマクロファージの相互作用の更なる研
TNFalpha 産生量は共培養後６時間で最大とな
究は今後の新しい椎間板ヘルニアの治療に大きく寄与
り，以後速やかに培養前と有意差が無いレベル
すると考えられる．
まで低下し，以後は低値が持続していた．　一
方 IL-6，IL-8は椎間板とマクロファージの共培養
結　語
後に経時的に産生量が増えていっている様子が
椎間板とマクロファージの相互作用は椎間板ヘルニ
観察された．PGEは産生量が共培養３時間後ま
アの症状にかかわる重要な炎症惹起物質を誘導し，そ
で上がり，以後産生量は4時間後まで保持され
の過程には TNFalpha 非依存性の炎症経路が存在す
た．以上の実験結果から TNFalpha が in vivo, in
る．
vitro ともに椎間板とマクロファージの相互作用
によって早期に発現することが示唆された．そこ
謝　辞
で TNFalpha が椎間板とマクロファージの相互
本研究を実施するにあたり，前田盛理事長をはじめ
作用において重要な役割を演じていると考え，抗
とする神緑会の皆様に多くのご協力をいただきまし
TNFalpha 中和抗体による IL-6，IL-8，PGE産
た．ここに，心より感謝の意を表します．
生への影響を調査した．IL-6，PGE産生量は抗
TNFalpha 抗体の容量に依存してその産生量が低
文　献
下することが判明した．しかし，IL-8産生量は抗
１）McCulloch, J. A.,（1996）: Focus issue on lumbar
TNFalpha 中和抗体の影響を受けず，その産生量
disc herniation: macro- and microdiscectomy. Spine,
は変化が無かった．
1, 45S-56S.
２）厚生労働省　平成17年社会医療診療行為別調査結
考　察
果
我々の実験結果は以下の４点にまとめられる．１．
３）Boos, N., R. Rieder, V. Schade, et al.,（1995）
自家移植されて宿主の免疫にさらされた椎間板には早
: The diagnostic accuracy of magnetic resonance
期からマクロファージの集積が始まり，疼痛関連行動
imaging, work perception, and psychosocial factors
－ 67 －
in identifying symptomatic disc herniations. Spine,
0, 613-65.
hyperalgesia. Br J Pharmacol, 107, 660-664.
７）Sachs, D., F. Q. Cunha, S. Poole, et al.,（00）
４）Woertgen, C., R. D. Rothoerl A. Brawanski,
: Tumour necrosis factor-alpha, interleukin-1beta
（000）: Influence of macrophage infiltration of
and interleukin-8 induce persistent mechanical
nociceptor hypersensitivity. Pain, 96, 89-97.
herniated lumbar disc tissue on outcome after
８） Ferreira, S. H., M. Nakamura , （ 1 9 7 9 ）: I -
lumbar disc surgery. Spine, 5, 871-875.
Prostaglandin hyperalgesia, a cAMP/Ca+
５）Doita, M., T. Kanatani, T. Harada, et al.,
dependent process. Prostaglandins, 18, 179-190.
（1996）: Immunohistologic study of the ruptured
intervertebral disc of the lumbar spine. Spine, 1,
９）Korhonen, T., J. Karppinen, L. Paimela, et al.,
（006）: The treatment of disc-herniation-induced
35-41.
６）Cunha, F. Q., S. Poole, B. B. Lorenzetti, et al.,
sciatica with infliximab: one-year follow-up results
（199）: The pivotal role of tumour necrosis
of FIRST II, a randomized controlled trial. Spine,
factor alpha in the development of inflammatory
－ 68 －
31, 759-766.

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