単回モノヨード酢酸注射により、雌ラットの顎関節変形性関節症の主要な促進因子として、toll様受容体、エストロゲン、酸化ストレス、エネルギー代謝の変化が明らかになった

Single monoiodoacetic acid injection reveals toll-like receptor, oestrogen, oxidative stress, and altered energy metabolism as key drivers of temporomandibular joint osteoarthritis in female rats.

抄録

目的:

本研究の目的は、関節内モノヨード酢酸（MIA）注射を用いて、再現性のある低侵襲な顎関節変形性関節症（TMJ-OA）モデルラットを確立し、TMJ-OA発症の根底にある病理学的機序を調べ、潜在的な臨床治療のための知見を得ることである。

OBJECTIVES: This study aimed to establish a reproducible and minimally invasive rat model of temporomandibular joint osteoarthritis (TMJ-OA) using intra-articular monoiodoacetic acid (MIA) injection, and to investigate the pathological mechanisms underlying TMJ-OA development, aimed at providing insights for potential clinical treatments.

研究目的:

雌性Sprague-Dawleyラットを用い、体重、疼痛行動、顆部病理に対するMIA注射の単回と複数回の効果を比較した。顆部病理および免疫組織化学染色を評価することにより、5週間にわたる顎関節症の進行を縦断的に評価した。トランスクリプトーム配列決定およびポリメラーゼ連鎖反応による検証を通じて、MIAによる顎関節症発症の潜在的機序を検討した。

DESIGN: We compared the effects of single versus multiple MIA injections on body weight, pain behaviour, and condylar pathology in female Sprague-Dawley rats. We longitudinally assessed the progression of TMJ-OA over 5 weeks by evaluating condylar pathology and immunohistochemical staining. We investigated the potential mechanism of MIA-induced TMJ-OA through transcriptome sequencing and polymerase chain reaction validation.

結果:

関節腔へのMIA単回注射（0.5mg）は、ラットに顎関節-OAを効果的に誘導し、体重に有意な影響を与えることなく炎症反応と疼痛を持続させた。MIAは、顆部軟骨細胞におけるtoll様受容体経路の活性化、エストロゲン代謝促進、酸化ストレス応答亢進、エネルギー代謝変化を通じて、顎関節-OA発症を持続的に促進した。

RESULTS: A single MIA injection (0.5 mg) into the joint space effectively induced TMJ-OA in rats and sustained inflammatory reactions and pain without significantly affecting weight. MIA continuously promoted the development of TMJ-OA through the activation of the toll-like receptor pathway, oestrogen metabolism promotion, oxidative stress response enhancement, and energy metabolism alteration in condylar chondrocytes.

結論:

我々は、顎関節症の治療戦略に焦点を当てた動物実験に利用できる、簡便で侵襲の少ないラットにおける顎関節症のモデル化方法を提示した。本研究はまた、メスラットにおける顎関節-OAの主要な促進因子として、toll様受容体、エストロゲン、酸化ストレス、エネルギー代謝の変化を明らかにした。

CONCLUSION: We have presented a simple and minimally invasive method for modelling TMJ-OA in rats, which can be utilised in animal trials focusing on TMJ-OA treatment strategies. The study also reveals toll-like receptor, oestrogen, oxidative stress, and altered energy metabolism as key drivers of TMJ-OA in female rats.