ひざの関节が伤むとどうなるのか？
骨の先端部分の软骨が伤んでいるために、歩くたびにひざが痛い。そんな「膝の変形性関节症」の人が、现在日本中に1000万人以上いると言われています。私は、独自に开発した特殊な「ゼリー」を使って関节の软骨を再生する研究を行っています。
人间が歩くときには、膝の関节がスムーズに动かなければなりません。そのため、関节の表面はツルツルとした関节软骨という组织でおおわれています。ツルツルな面と面が向き合っているので、なめらかに动くのです。つまり摩擦が少ないということで、正常な関节软骨の摩擦はアイススケートリンクをスケーターが滑るときの、実に10分の1です。
さて、その大切な関节软骨ですが、これは、一度伤んでしまうと、自然に再生することができません。しかも、损伤を受けた软骨は表面がデコボコになり、动かすたびに関节が変形していき、変形性関节症になってしまいます。そうなると、膝の曲げ伸ばしが十分にできなくなったり、足に体重をかけるたびに膝に痛みを感じるようになったりして、歩くのもたいへんな状态になってしまいます。これは珍しいことではなく、日本人の実に10人に1人が、変形性関节症で困っているのです。
（人间の右ひざ関节：変形性関节症。青い线で囲った场所：表面が正常の软骨でおおわれていてツルツルしています。赤い线で囲った场所：表面の软骨が伤んでいてデコボコに変形しています。）
自己再生する「软骨」を作る
変形性関节症の治疗法で一般的なのは、人工関节を取り付けることです。しかし、金属製の人工関节を取り付けるためには自分の関节を切り取らなければなりません。リハビリを行えば再び歩けるようになりますが、人工の関节なので、一度手术をしたからといって永久に使い続けることはできません。やがて表面が擦り减っていくので、15年程度で再び手术を行って人工関节を交换しなければならないのです。
では、そのようなわずらわしい手术を繰り返すことなく、健康なひざを手に入れるにはどうしたらいいのでしょうか。
自分の関节软骨がいつまでも元気で、健康な関节を维持できるのが最良の方法です。そこで、损伤を受けた関节软骨に何か别のものを移植して软骨を再生させようと考え研究に取り组んだのです。
软骨を再生させる、ふしぎなゲル
実験をかさね、北海道大学で独自に開発されdouble network hydrogel (DNゲル) という特殊な「ゼリー」を使用する方法にたどり着きました。
この顿狈ゲルという物质は、特殊な加工により非常に高い耐久性をもっているのです。
（Double network hydrogel(DNゲル) 出典：J. P. Gong, "Why are double network hydrogels so tough?", Soft Matter, 6,2583(2010)）
これを使って、まずは动物の関节の中で実験を行いました。ウサギの膝の中の関节软骨をくりぬいて、膝関节软骨损伤モデルを作ったのです。
软骨をくりぬいたままのウサギでは、くりぬいた部分に软骨の再生は起きませんでした。そのままにしておけばやがて変形性関节症になるのは明らかです。そこで私たちは软骨をくりぬいたところの奥に顿狈ゲルを移植しました。数週间が経过すると顿狈ゲルの上に良质な関节软骨が再生されることがわかったのです。
これは、画期的なことです。再生しないと言われていた関节软骨を再生させることに成功したのです。
（ウサギのひざ。软骨をくりぬいて、奥に顿狈ゲルを移植しました。数週间后、顿狈ゲルの上に良质な関节软骨が再生しました。）
なぜ顿狈ゲルの上で软骨が再生されるのか？ その理由は、はっきりとわかっていません。现在、顕微镜を使って、ゲルの上で细胞がどのようにふるまうのか、细胞レベルでどのような情报伝达が行われているかを调べています。未熟な软骨细胞をゲルの上で育てて顕微镜で観察すると、通常よりも早く软骨になるのがわかりました。
実験は进んでいますが、顿狈ゲルを使って人の膝をなおす段阶には至っていません。人间にも応用できるように日々研究を続けている最中です。近い将来、関节软骨を再生することが可能になれば、歩行する时に膝の痛みを感じる人を减らせます。みんなが元気な膝を维持して元気に歳をとり、いつまでも高い生活の质を维持できる幸せな未来を目指しています。
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この记事は、和田进さん（医学研究科博士课程1年）が、大学院共通授业科目「セルフプロモーション１」を履修するなかで制作した作品です。