科学者が慢性腰痛を根本から止める可能性のあるホルモンを発見

ジャーナルの第 14 巻に掲載された新しい研究 骨の研究 ホルモンベースの治療が、損傷した脊髄組織内の異常な神経成長を軽減することで、慢性腰痛の緩和に役立つ可能性があることを示唆しています。この研究は、米国ジョンズ・ホプキンス大学医学部整形外科の筋骨格研究センターのジャネット・L・クレーン博士が主導しました。この発見は、骨細胞が変性した脊椎の痛みのシグナル伝達にどのような影響を与えるかについて、新たな洞察を提供するものである。

「脊椎変性中、痛みを感じる神経は通常は存在しない領域まで成長します。私たちの研究結果は、副甲状腺ホルモンがこれらの神経を押しのける自然な信号を活性化することによって、このプロセスを逆転させることができることを示しています」とクレーン博士は述べています。

副甲状腺ホルモンとその効果を理解する

副甲状腺ホルモン (PTH) は副甲状腺によって自然に生成され、カルシウム レベルの調節と骨のリモデリングにおいて重要な役割を果たします。合成バージョンの PTH はすでに骨粗鬆症の治療に使用されています。以前の研究では、これらの治療法が骨関連の痛みも軽減する可能性があることが示唆されていましたが、根底にある生物学的メカニズムはよく理解されていませんでした。

これをさらに調査するために、研究チームは脊椎変性の一般的な原因、つまり自然な老化、外科的に誘発された機械的不安定性、および遺伝的感受性を再現する 3 つのマウス モデルを使用しました。これらのモデルにより、科学者は、変性が骨構造と神経成長の両方にどのような影響を与えるかを研究することができました。マウスには2週間から2ヶ月の範囲で毎日PTHを注射し、対照動物には不活性溶液を与えた。次に研究者は、高解像度イメージングを使用して脊椎組織を検査し、圧力、熱、動きに対する反応を測定しました。

脊椎構造の改善と痛みへの敏感性の軽減

1～2か月の治療後、PTHで治療したマウスは、椎間板と椎骨を隔てる薄い層である椎骨終板に明らかな改善を示した。これらの構造はより高密度になり、より安定しました。同時に、治療を受けたマウスは、未治療のマウスと比較して、痛みに対する感受性が低下し、圧力によく耐え、熱に対してよりゆっくりと反応し、活動性の増加を示しました。

PTH がどのようにして痛みの原因となる神経の成長を抑制するのか

研究者らは脊椎内の神経線維も調べた。損傷した組織では、痛みを感知する神経が通常は属さない領域にまで伸びることが多く、不快感が増大します。この研究では、PGP9.5やCGRPなどのマーカーに基づいて、PTH治療によりこれらの異常な神経線維が大幅に減少することがわかりました。

さらなる分析により、根底にあるメカニズムが明らかになりました。 PTH は、骨の形成に関与する細胞である骨芽細胞を刺激して、Slit3 と呼ばれるタンパク質を生成させました。このタンパク質は、成長する神経線維を反発する誘導信号として機能し、神経線維が脊椎の敏感な領域に入るのを防ぎます。

Slit3 タンパク質と分子経路

実験室での実験では、Slit3 が神経の成長を直接制限することが確認されました。神経細胞が Slit3 にさらされると、その伸長は短くなり、侵襲性が低くなります。対照的に、研究者らがマウスの骨芽細胞から Slit3 を除去したところ、PTH は神経の成長を低下させたり、痛みの反応を改善したりしなくなりました。研究チームはまた、PTHに反応してSlit3の産生を引き起こすのに役立つFoxA2と呼ばれる調節タンパク質も特定し、ホルモン信号が神経の挙動にどのような影響を与えるかについてのより深い洞察を提供した。

これが将来の腰痛治療に何を意味するか

これらの発見は動物研究から得られたものですが、骨粗鬆症の PTH ベースの治療を受けている一部の患者が腰痛の軽減を報告している理由の説明に役立つ可能性があります。研究者らは、このアプローチを臨床で使用できるようになる前に、ヒトでのさらなる研究が必要であると指摘しています。

「私たちの研究は、脊椎変性中のLBPのPTH治療が異常な神経支配を軽減する可能性があることを示唆しており、脊椎変性の疾患修飾および鎮痛治療としてのPTHの有効性を探る将来の臨床試験の基礎を築く可能性があることを示唆しています」とクレーン博士は結論づけています。

研究者について

ジャネット L. クレーン博士は、米国ジョンズ・ホプキンス大学医学部の小児科准教授であり、小児骨健康プログラムのディレクターを務めています。彼女はまた、整形外科の筋骨格研究センターでも兼務しています。彼女はミズーリ大学で栄養学の学士号を取得し、メリーランド大学ボルチモア校で医学の学位を取得しました。彼女の研究は代謝性骨疾患と骨格脆弱性に焦点を当てており、骨リモデリング、代謝性骨疾患、骨格痛のメカニズムについて幅広く出版しています。

この研究は、賞番号 P01AG066603 (Xu Cao 氏)、サブプロジェクト 6878 (Janet Crane 氏) の下、米国保健福祉省 NIH 国立老化研究所によって支援されました。