副甲状腺ホルモン治療は変形性関節症の進行を遅らせる

コーネル大学の研究者らは、骨粗鬆症の骨量増加に一般的に使用される副甲状腺ホルモンによる前治療が、軟骨の健康を改善し、変形性関節症の進行を遅らせるのに役立つ可能性があることを発見しました。

バイオメディカル エンジニアリング学部のディレクター、マージョリン ファン デル ミューレン氏。コーネル大学工学部のジェームズ M. とマーシャ マコーミック氏も、変形性関節症の早期発見に使用できる可能性のある遺伝子発現シグネチャーを特定しました。

結果は Science Advances に掲載されました。記事の共著者は、アドリアン アントワネットとソフィア ジムヤンです。

ファン デル ミューレン氏は、下肢と膝関節に重量と圧縮を加える技術を使用して、骨格における力学の役割と、筋骨格系 (骨、軟骨、関節) が負荷にどのように反応するかを研究することを専門としています。

負荷には長所と短所があります。負荷は骨量を増加させ、骨粗しょう症の治療に使用できます。同時に、ストレスは関節の軟骨にもダメージを与えます。これは変形性関節症で見られる変性と似ています。Van der Meulen 氏と彼女の研究室は、関節損傷の発症における骨の役割にますます焦点を当てています。

新しい研究では、研究チームは 2 段階のプロセスに従いました。まず、マウスに骨粗鬆症に処方される薬である副甲状腺ホルモンを毎日投与し、8 週間にわたって骨量を増加させました。第 2 段階では、研究チームはマウスの脛骨に毎日ストレスを与え、別の骨粗鬆症治療薬であるアレンドロネートを使用しました。アレンドロネートは、骨の自己修復能力 (リモデリング) を 6 週間にわたって効果的にオフにします。

この図は、6 週間毎日負荷と治療を行った後の軟骨損傷の程度を、負荷も軟骨損傷もない対照膝と比較したものです。軟骨は赤色、骨は青緑色です。一般的に、運動前に副甲状腺ホルモンを前処理し、運動中にアレンドロネートを投与すると、軟骨の損傷（赤く染まった組織の損失）が最も少なく、軟骨の保存効果も高まりました。出典：Science Advances（2024）。DOI：10.1126/sciadv.adk8402

研究者らは、副甲状腺ホルモンが軟骨の健康を直接改善し、損傷の進行を遅らせる一方で、アレンドロネートが変形性関節症に関連する軟骨下骨の変化を軽減することを発見しました。

「6 週間の損傷後でも、8 週間の事前治療の効果は依然として顕著でした。副甲状腺ホルモンは骨量を増やすだけでなく、軟骨にも作用することがわかりました」とファン・デル・ミューレン氏は述べました。「マウスの膝の軟骨は 8 週間後に厚くなりましたが、これは予想外でした。軟骨が厚くなると、その後の関節損傷を防ぐことができると考えられます。」

研究チームは実験を繰り返し、マウスの軟骨、骨、リンパ節から分離した RNA の遺伝子発現をトランスクリプトミクスで分析しました。関節の損傷は早期のトランスクリプトームの変化に反映され、両方の治療法を組み合わせることで免疫シグナル伝達の早期調整がもたらされました。

「遺伝子発現研究により、両方の薬剤を併用すると、軟骨損傷に関連する遺伝子の発現、特に免疫遺伝子の発現の減少に最も大きな効果があることが示されました」と Zimyan 氏は述べています。

次のステップは、副甲状腺ホルモン治療によって、変形性関節症の発症後にその進行を遅らせたり、逆転させたりできるかどうかを判断し、遺伝子シグネチャーを使用してこの疾患の早期診断法を開発することです。

「この研究結果は、これらの治療法が人間にも役立つ可能性があることを示唆しています。そして良いニュースは、これらの治療法がすでに FDA によって承認されていることです。ただし、この用途ではありません」と van der Meulen 氏は述べています。