血小板が豊富な血漿（PRP）は、血管新生とコラーゲン合成を促進することで、マウスの膝蓋腱の治癒を促進します

Platelet-rich plasma (PRP) accelerates murine patellar tendon healing through enhancement of angiogenesis and collagen synthesis.

• Yohei Kobayashi
• Yoshitomo Saita
• Tomoiku Takaku
• Tomomasa Yokomizo
• Hirofumi Nishio
• Hiroshi Ikeda
• Yuji Takazawa
• Masashi Nagao
• Kazuo Kaneko
• Norio Komatsu

抄録

目的:

血小板リッチ血漿（PRP）治療はスポーツ傷害の治療法として注目されているが、PRPが組織の治癒過程に及ぼす分子メカニズムについては、まだ十分に理解されていない。本研究では、マウス膝蓋腱損傷モデルを用いてPRPの有効性を定量的に評価する実験法を開発し、PRPの治癒過程における分子機構の解明につなげることを目的としています。

PURPOSE: Although platelet-rich plasma (PRP) therapy has become an increasingly popular treatment for sports-related injuries, the molecular mechanisms of PRP on tissue healing process remain poorly understood. The aim of the present study was to develop an experimental method quantifying the efficacy of PRP with murine patellar tendon injury model, leading to future elucidation of the mechanisms of PRP on healing processes.

方法:

マウスの膝蓋腱の中央3分の1に全厚欠損部を作成した。膝蓋腱の欠損部（PRP群）に調製したPRPゲルを塗布し、残りのマウスを無処置の対照群とした。マウスは、各時点で得られた組織学的切片を用いて、手術後2、4、6、8、および10weeksで犠牲にした（n=4 /時点/グループ）。半定量的な組織学的評価を、ボナールスコアに従って行った。このスコアリングシステムに含まれる変数は、細胞形態、基底物質、コラーゲン配列、および血管性であり、グレードが高いほど腱構造が悪化していることを示した。さらに、定量的な組織学的評価として、KS400ソフトウェアを用いて、腱組織全体に対するコラーゲン線維の比率（FT比）を測定した。

METHODS: Full-thickness defects were created in the central third of the murine patellar tendon. The prepared allogenic PRP gel was applied on the defect of the patellar tendon (PRP group), while the remaining mice served as the untreated control group. Mice were sacrificed at 2, 4, 6, 8, and 10 weeks after the operation, with histological sections obtained in each time point (n = 4 / time point / group). Semi-quantitative histological evaluation was performed in accordance with the Bonar score. The variables included in this scoring system were cell morphology, ground substance, collagen arrangement, and vascularity, with higher grades indicating worse tendon structures. In addition, the ratio of the collagen fibers to the entire tendon tissue (FT ratio) was measured using KS400 software as a quantitative histological evaluation.

結果:

PRP群のBonarスコアの合計は対照群に比べて有意に低かった。Bonarスコアの変数については、2週目と4週目ではPRP群で血管性スコアが有意に高く、8週目ではPRP群でコラーゲン配列スコアが有意に低かった。定量的な評価から、FT比で求めた膝蓋腱の回復速度は、6週目と8週目でPRP群の方が対照群よりも有意に速かった。

RESULTS: The total Bonar score in the PRP group was significantly lower than in control group. With regard to the variables in the Bonar score, the vascularity score was significantly higher in the PRP group at 2 and 4 weeks, while the collagen arrangement score was significantly lower in the PRP group at 8 weeks. Based on a quantitative evaluation, the recovery speed of the patellar tendon determined by FT ratio was significantly faster in the PRP group than in the control group at 6 and 8 weeks.

結論:

我々は、マウス膝蓋腱損傷モデルを用いて、組織学的・定量的にPRPの組織治癒効果を評価する実験法を開発した。その結果、PRPを局所的に塗布することで、局所の細胞に直接作用して組織治癒を促進するとともに、血流を介した間接的な再生細胞のリクルートを介して組織治癒を促進する可能性が示唆されました。この実験モデルの開発に伴い、組織治癒過程における PRP のメカニズムを確認するためには、さらなる調査が必要である。

CONCLUSIONS: We have developed an experimental method for histological and quantitative evaluation of the effects of PRP on tissue healing using murine patellar tendon injury model. The results of this study suggest that the local application of PRP could enhance the tissue-healing process both directly through action on localized cells and indirectly through the recruitment of reparative cells through the blood flow. Further investigations will be needed to confirm the mechanisms of PRP in tissue-healing processes with the development of this experimental model.