筋病理に関与する細胞メカニズム

骨格筋緊張損傷は、最も一般的なスポーツ損傷の 1 つであり、筋肉の過度の引張り緊張によって引き起こされ、筋束が結合組織に挿入される領域 (腱膜症) に影響を与えます。 したがって、骨格筋のみに影響を与える損傷ではなく、骨格筋と腱膜の境界面に影響を及ぼします。 1 つのひずみ損傷を負うと、再損傷のリスクが大幅に増加し、関与する筋肉の生体力学が変化し、腱膜が大幅に拡大します。 最近、研究者は、束内空間および筋原線維内に異所性脂肪が蓄積することを発見しました。 骨格筋における異所性脂肪の蓄積は変性状態であり、肩の機能スコアの悪化に関連する腱板損傷について主に説明されています。 同時に、研究者は、筋損傷後の病的な筋腱膜症で高い細胞性を観察しましたが、これらの細胞がどの細胞型であるかは不明です. したがって、少なくとも一部の細胞は線維/脂肪生成前駆細胞 (FAP) である可能性が高く、これは緊張損傷した筋肉の脂肪蓄積に寄与し、脂肪蓄積は再発性損傷の高いリスクに寄与する要因である可能性があります。痛みや機能低下などのその他の医学的問題は、多くの場合、緊張損傷の長い時間後に説明されます。

下肢のもう 1 つの一般的な損傷は、アキレス腱の完全断裂です。 最近のデータは、患者が負傷していない側と比較して、負傷した脚に長期的な障害があることを示しています。 また、アキレス腱が完全に断裂した後、ふくらはぎの筋肉の脂肪変性が報告されており、患者の転帰不良に関連しています。 最近、研究者は、アキレス腱断裂後の患者のふくらはぎの筋肉の脂肪浸潤を観察しました。

筋緊張損傷の有病率が高いにもかかわらず、緊張損傷後の細胞メカニズムについてはほとんどわかっていません。 さらに、アキレス腱断裂後の細胞組成と変化に関する文献はほとんどありません。 10 年前、幹細胞抗原 1+、CD34+、血小板由来成長因子受容体 α (PDGFR α)+ の存在に基づいて、線維/脂肪生成前駆細胞 (FAP) と呼ばれる細胞のグループが骨格筋の間質腔で同定されました。 . 筋肉の再生をサポートする活動とは別に、FAP は脂肪生成または線維化促進の表現型を採用する可能性があります。 発生率が高いにもかかわらず、外傷とその後の骨格筋および緊張損傷またはアキレス腱断裂後の関連する結合組織の生体力学的変化がFAPを活性化するかどうか、およびこれらの細胞が骨格筋の脂肪蓄積にどのように寄与するかは研究されていません。 .

仮説:

1. 筋緊張損傷および完全なアキレス腱断裂に続く病理学的骨格筋には、脂肪生成パターンを持つ線維脂肪生成前駆細胞 (FAP) が大量に存在します。 研究者らは、緊張損傷後の急性期にはすでに脂肪生成サインを伴うFAPの数が増加しているが、慢性期およびアキレス腱断裂後の筋肉では有意に高い数であると仮定している.
2. 機械的合図は、FAP の表現型ドリフトの主要な要因です。 機械的刺激の欠如は、ナイーブ FAP における脂肪生成経路の採用を開始しますが、機械的刺激にさらされたナイーブ FAP は未分化表現型を維持します。
3. 柔らかい素材への FAP の付着は、脂肪生成表現型の採用を活性化しますが、硬い素材は、健康な骨格筋から分離されたナイーブな FAP でより線維性の表現型を支持します。

これをテストするために、研究者は、緊張損傷後の急性期（被験者グループA）または慢性期（被験者グループB）のいずれかの損傷領域から、および筋損傷を受けた個人の筋肉組織から小さな組織サンプルを採取します。組み入れの少なくとも1年前に完全なアキレス腱断裂(被験者グループC)。 3つのグループすべてで、研究者は健康側の負傷した筋肉と同じ筋肉から小さな組織サンプルも採取します. さらに、対側の健康な外側広筋からのより大きな筋肉生検を行い、病的な骨格筋腱膜と健康な骨格筋との間の細胞組成と細胞プロファイルを比較します。

機械的刺激の重要性をテストするために、単離された筋細胞を蛍光活性化細胞選別 (FACS) で選別し、その後 in vitro で培養します。 研究者は、静的および動的な緊張下、および緊張のない状態での文化に特に焦点を当てています。

0.05 のアルファ レベルは有意と見なされます。 以前のデータに基づいて、各グループに 10 人の参加者が募集され、研究者が損傷した筋肉の FAP の推定倍増を検出できるようになります (主要な結果)。 一次結果の検出力分析では、各グループで n = 4 (α = 0.05、 β=0.80、 CV=72.4%)、研究者は臨床的に関連があると考えています。 研究者は、各グループに 10 人の参加者を含めることを計画しており、単一核 RNA 配列決定のために 5 人の個人から十分な生検材料を取得し、蛍光活性化細胞選別およびその後の in vitro 研究のために 5 つの生検材料を取得する予定です。