科学者がアキレス痛とテニス肘の背後に隠れた引き金を発見

「腱は基本的に使いすぎの影響を受けやすいのです」とチューリッヒ工科大学とチューリッヒのバルグリスト大学病院の整形外科生体力学教授ジェス・スネデカーは説明する。 「筋肉は強力な負荷に耐える必要があり、筋肉の力はすべて比較的薄い腱に集中し、筋肉の力が骨格の動きに伝達されます。」

医師はこれらの疾患を腱障害と呼びます。これらは整形外科医によって治療される最も一般的な問題の 1 つですが、効果的な治療法は依然として限られています。理学療法は症状を和らげることができますが、多くの重症例では、わずかな改善しか得られません。このため、研究者たちは、より良い治療法を開発することを期待して、腱疾患の実際の原因をより明確に理解しようと努めてきました。

HIF1タンパク質が分子的原因として特定される

スネデカー氏とチューリッヒ工科大学の運動と健康の教授であるカトリエン・デ・ボック氏が率いる研究チームは、パズルの重要なピースを明らかにした。彼らは、HIF1と呼ばれるタンパク質が腱疾患の中心的な要因であることを特定しました。 HIF1 の一部は転写因子として機能し、細胞内の特定の遺伝子の活性を調節します。

これまでの研究では、損傷した腱でHIF1レベルの上昇が発見されていたが、このタンパク質が単に疾患に関連しているのか、それとも疾患に直接関与しているのかは科学者らには分からなかった。研究チームは、マウスでの実験とヒトの腱組織の研究を通じて、HIF1が病気の際に存在するだけでなく、積極的に病気を引き起こすことを実証した。

実験により腱損傷との直接的な関係が判明

マウスの研究では、研究者らはHIF1のスイッチを永続的にオンにしておくか、完全にオフにし続けました。 HIF1が常に活性化されているマウスは、過度の緊張がなくても腱疾患を発症しました。対照的に、腱組織でHIF1が不活化されたマウスは、腱に過負荷がかかっても腱疾患を発症しませんでした。

研究チームは、病院での腱手術中に採取されたヒトの腱細胞も研究した。マウスとヒトの組織サンプルの両方で、HIF1 のレベルが高くなると、腱に有害な構造変化が引き起こされました。具体的には、腱に強度と構造を与えるコラーゲン線維内でより多くの架橋が形成されます。

「これにより、腱がよりもろくなり、その機械的機能が損なわれます」と、デ・ボック氏とスネデカー氏のグループの博士課程学生であり、この研究の筆頭著者であるグレタ・モスキーニ氏は説明する。研究者らはまた、腱組織への血管と神経の成長の増加も観察しました。 「これが、腱障害で一般的に観察される痛みの説明になる可能性があります」とモスキーニ氏は言う。

早期治療が重要な理由

「私たちの研究は、この病気がどのように進行するかについて新たな洞察を提供するだけでなく、腱の問題を早期に治療することが重要であることも示しています」とスネデカー氏は言う。彼は、特に若いアスリートに焦点を当てています。なぜなら、彼らは、状態がまだ管理可能な間に腱障害を経験することが多いからです。

しかし、時間の経過とともに、HIF1 に関連する損傷が蓄積し、最終的には永久的なものになる可能性があります。 「しかし、腱組織におけるHIF1による損傷は蓄積し、時間の経過とともに不可逆的になる可能性があります。その場合、理学療法はもはや役に立たず、現時点での唯一の治療法は、病気の腱を外科的に除去することです。」

標的を絞った腱治療法の探索

HIF1 が腱疾患の分子ドライバーとして特定された今、明らかな疑問が生じています。 HIF1をブロックし、腱障害を予防または回復する薬を開発できるでしょうか?

デ・ボック氏によれば、その答えは複雑だという。 HIF1 は、酸素レベルの低下 (低酸素) を感知し、正常な適応反応を引き起こすことにより、体全体で重要な役割を果たしています。 「全身のHIF1のスイッチをオフにすると、おそらく副作用が起こるでしょう」と彼女は言う。

可能性の 1 つは、腱組織のみで HIF1 活性を特異的に低下させる方法を見つけることです。しかし、De Bock 氏は、より有望な戦略は、HIF1 を取り巻く生物学的プロセスをより詳細に研究することかもしれないと考えています。 HIF1 によって影響を受けるか制御される他の分子を同定することで、研究者は腱障害を治療するためのより安全で正確な標的を発見できる可能性があります。その捜索は現在進行中です。