日大歯学 , Nihon Univ Dent J, 89, 119-124, 2015

micro-CT によるリウマチ性関節炎モデルマウスの下顎頭の観察
山田久弥

日本大学大学院歯学研究科歯学専攻（指導：本田和也 教授，江島堅一郎 助教）

要旨：関節リウマチ（RA）患者の顎関節形態変化について詳細な検討は十分に行われておらず不明な点も多い。
本研究では，
micro-CT 装置 R̲mCT（micro-CT；リガク）を使用して，リウマチ性関節炎モデルマウス（SKGマウス；日本クレア）における下顎頭形態変化について観察を行った。
実験は，SKG マウス 38 匹 76 関節についての観察を行った。この実験動物のうち 21 匹には，ラミナリン 30 mgを投与し，ラミナリン投与群とした。残りの 17 匹には同量の生理食塩水を投与し，非投与群とした。これらマウスを 48 週齢まで飼育し，安楽死させた後検体を作成し，すべての顎関節について micro-CT 撮影を行った。また飼育終了時にリウマチスコアを記録した。
micro-CT 画像では，64.5％に下顎頭形態変化が認められた。性別による比較では，変化の頻度はオスが有意に高かった。ラミナリン投与の影響については，有意差は認められなかった。
リウマチスコアについては，性別の比較では，有意差は認められなかった。またラミナリン投与群において有意に高値を示していた。また下顎頭形態変化とリウマチスコアの関係では，形態変化群が非変化群と比較して有意な差を認めた。
以上の観察結果より，SKG マウスにおいては，下顎頭において形態変化が認められ，その変形はリウマチスコアと関連することが示された。
キーワード：リウマチ性関節炎，顎関節，緒micro-CT，SKG マウス

立したもので，ヒト RA と酷似した非特異性炎症として

言

関 節 炎 を 自 然 発 症 す る 8,9）。SKG マ ウ ス の 関 節腫 脹 は，関節リウマチ（RA）は生体内の免疫反応が，過剰に誘生後 2 ヵ月頃から前肢指骨間関節から左右対称に始まり，発されることで発症する自己免疫疾患で，主に関節痛や次第に進行して，前肢と後肢の他の関節，そして全身の関節変形が症状として認められる代表的な膠原病の一つ関節に及ぶ。病理組織学的には，滑膜の増殖，滑膜下組である。RA の発症を誘導する因子については，遺伝的織への炎症性細胞浸潤から始まり，関節周囲炎，パンヌ要因やある種の微生物の感染などが考えられている

スの形成，軟骨・骨組織の破壊，線維化へと進み，関節が 1,2），発症に至る機序については不明な点が多い。

強直に到る。関節外病変としては，間質性肺炎，皮膚炎，顎顔面領域では，顎関節における RA が注目されてお血管炎がみられる 9-13）。また，血清中には，IgM 型リウり，成人 RA 患者の 50% 以上において，顎関節の腫脹，マチ因子，抗Ⅱ型コラーゲン抗体，熱ショック蛋白 70

疼痛，顎運動障害，下顎頭の変形といった臨床症状が認と反応する抗体が検出できると報告されている 8）。このめられる3-7）。小児の RA 患者では，下顎頭破壊によってSKG マウスを使用して数多くの RA の研究が実施されて下顎骨の発育障害と顔面の変形を認める場合があり，重いるが，顎関節形態の変化についての報告は行われてい度になると顎関節強直症が発症することもある 6,7）。RAない。
そこで本研究では，患者の顎関節における X 線所見では，発病の早期には骨micro-CT 装置 R̲mCT吸収像は認められないが，症状が進行すると骨吸収を伴（micro-CT；リガク）を使用して，SKG マウスの下顎頭う X 線透過像を認める 3,4）。しかし，RA 患者の顎関節のの形態変化を観察した。

変化については十分な検討は行われておらず不明な点が材料および方法多い。
リウマチ性関節炎モデルマウス（SKG マウス ; 日本ク

1.

SKG マウスレア）は，1994 年坂口らが，系統維持されていた BALB/実験動物として，8 週齢の SKG マウス 38 匹（オス：17c 系マウスコロニーにおいて遺伝的突然変異のため関節匹，メス：21 匹），76 関節を使用した。ラミナリン投与

腫脹を示したマウスを発見し，これが兄弟交配により確群では，21 匹（オス：9 匹，メス：12 匹）に，多くの研究（受付：平成 27 年 1 月 24 日）〒 101 8310 東京都千代田区神田駿河台 1 8 13119で用いられており，またリウマチ性関節炎の発現を促進

は，17 匹（オス：8 匹，メス：9 匹）に同量の生理食塩水する物質として知られるムコ多糖であるβグルカンのを腹腔内投与した（第 1 表）。マウスには全て飼料としてラミナリン 30 mg を腹腔内投与した 11,14,15）。非投与群で通常食（CMF，オリエンタル酵母工業）を与え，12 時間の明暗サイクルおよび恒温・恒室の環境下で，飼料と水道水を自由に摂取させ飼育した。このマウスを 48 週齢まで飼育した後，ペントバルビタールナトリウム（ソムノペンチル，共立製薬）過剰投与により安楽死させた後，10% 中性ホルマリン水溶液で固定した。なお本実験は，日本大学歯学部動物実験委員会の承認（AP09D028）を得て行なわれた。
2.

撮影装置および撮影方法
ホルマリン固定した SKG マウス 38 匹，左右 76 関節について，顎関節部の micro-CT 撮影を行った。撮影条
件は，管電圧 90 kV，管電流 200μA，撮影時間 17 秒とし た。 撮 影 倍 率 は 10 倍 と し，voxel size は 20×20×20μm であった。
撮影後，Vostro 200 computer（DELL）を用いて合計512 枚の 3 次元データを画像構築した。直径 2.4 cm，高さ 2.4 cm の円筒状 volume data（481×481×483 の voxel
matrix size set）を画像再構成処理ソフト i-View-R（リガク）を使用して画像を再構成した。
3． 画像評価法
評価は micro-CT の画像を Dimension 4700 computer（DELL）に取り込み，液晶モニタ上で分析した。
下顎頭形態変化については第 1 図 A に示すようにスムーズな形態を示すものを“非変化”（ 第 1 図 A 矢印）とし，第 1 図 B に示すような下顎頭が粗造な外形を呈するものを“変化”（第 1 図 B 矢頭）と判定した。
4． リウマチスコア
リ ウ マ チ 症 状 の 評 価 と し て， リ ウ マ チ ス コ ア 9）をmicro-CT 撮影と同時に記録した。リウマチスコアは，掌部に腫脹が認められないものを 0，前肢指および後肢指に腫脹が認められるものを指 1 本につき 0.1，手根骨部および足根骨部にくびれが無くなる程度の中等度の腫脹が認められるものを 1 ヶ所につき 0.5，手根骨部および足根骨部に重度の腫脹が認められるものを 1 ヶ所につき 1.0 とした（第 2 図 A）。したがって，マウスの前肢指第1表

第1図

micro-CT 画像
A は下顎頭形態変化なし，B は変化ありと判定した SKGマウスの顎関節部分を示す例。A の矢印で示した下顎頭部 に 変 形 は 認 め ら れ な い が，B の 矢 頭 で 示 し た 部 にerosion を認める。

120

研究資料の群別詳細

RA モデルマウスの下顎頭の観察5． 統計処理は 4 本， 後 肢 指 は 5 本 で あ る こ と か ら， そ の 最 大 値 は5.8 となる。例として，第 2 図 B にリウマチスコア 0 と判定結果の群ごとの比較には，SPSS Statistics（IBM）なる正常例マウスの後肢を，第 2 図 C にリウマチスコアによるχ2 検定および対応の無い 検定を行い，有意水準1.5 となる関節炎発症例のマウスの後肢を示す。

は 5% とした。

第2図

リウマチスコアの判定図（A）と SKG マウスの後肢部の判定例（B, C）
B は正常例，C はリウマチ発症例である。B のリウマチスコアは 0，C のリウマチスコアは指 0.1×5，足根骨部 1.0 で計 1.5 である。

121

結1.

モデルである SKG マウスを用いて，従来解明されてい果ない顎関節（TMJ）の病態を検索した。従来の RA 実験モデルや遺伝子操作モデルのほとんどは，ヒト RA の病態

micro-CT による下顎頭形態変化についての一部を模しているが，発症機序を解明するのに適切な下顎頭の形態学的変化は全 76 関節中 49 関節（64.5％）モデルとは言い難く，実用性も低かった。本研究に使用に認められた。
性別では，オスで 34 関節中 27 関節（79.4％），メスでしている SKG マウスは自己免疫性関節炎を自然発症し，42 関節中 22 関節（52.4%）に変形が認められ，オスの方がヒト RA との病態の酷似性や高い発症頻度を有するモデ有意に高い傾向を示した（ ＜ 0.05）（第 2 表）。

ル動物として実用化されている。しかし，このモデルを用いた顎関節についての報告は行われていない。

ラミナリン投与群では 42 関節中 27 関節（64.3%），非今回使用した micro-CT は，小型実験動物用であり，投与群では 34 関節中 22 関節（64.7％）に変形を認めたが，2 群間に有意差は認められなかった（第 3 表）。

その最小画素数サイズは 10μm の高解像度である 16）。亀2.

岡らは，マウスの下顎頭を micro-CT で撮影し，その形リウマチスコア
性別では，オスが平均値 2.22（ 範囲：1.2 〜 4.4），メス

態 を マ ク ロ 解 剖 と 比 較 し 検 討 し た 結 果， 診 断 精 度 は，が平均値 1.97（ 範囲：0 〜 4.2）を示し，2 群間に有意差はSensitivity が 0.96，Specificity が 1.00，Accuracy が認められなかった（ ＞ 0.05）（第 4 表）。

0.98 と高い数値であり，micro-CT による下顎頭形態変化の診断が可能と報告した 17）。

ラミナリン投与群のリウマチスコアは平均値 2.57（ 範囲：1.0 〜 4.4），非投与群は平均値 1.48（範囲：0 〜 3.1）でSKG マウスは，BALB/c バックグラウンドの単一遺伝あり，2 群間に有意差を認めた（ ＜ 0.05）（第 5 表）。

子ミュータントマウスであり，その関節炎は常染色体性3． 下顎頭形態変化とリウマチスコア劣性遺伝を示す。通常の飼育環境下，四肢の関節炎の発

下顎頭形態変化群のリウマチスコア平均値は 2.35（ 範症頻度はほぼ 100% といわれている 8）。しかし今まで研囲：0 〜 4.4），非変化群の平均値は 1.44（ 範囲：0 〜 3.9）

究では顎関節部については検索をしておらず，その病態であり，下顎頭形態変化群が有意に高い傾向を示したは不明である。通常食で 48 週齢まで飼育した SKG マウ（ ＜ 0.05）（第 6 表）。

スを使用した本研究では，micro-CT による下顎頭形態考の観察において，76 関節中 49 関節（64.5％）で形態変化察が認められた。臨床では，RA による骨変化の発症には順番があり，顎関節の形態変化は最後に影響を受ける関

慢性関節リウマチ（RA）は原因不明の慢性炎症性疾患であり，その病態には不明な点が多く，今回，自然発症

第5表
第2表

第3表

リウマチスコアのラミナリン投与別結果

micro-CT による下顎頭形態変化と性別

第6表

micro-CT による下顎頭形態変化とラミナリン投与別

第4表

リウマチスコアの性別結果

122

下顎頭の形態変化とリウマチスコアとの比較

RA モデルマウスの下顎頭の観察節の一つと報告されている 5）。我々の結果は SKG マウス

以上のことから，SKG マウスは下顎頭に形態変化を起においても同様に，顎関節部の発症には時間がかかるこ

こし，その変形はリウマチスコアと関連することが示さとを示唆している。

れた。

また今回の結果では，リウマチスコアはラミナリン投今後，SKG マウスは，顎関節部の新しいリウマチ治療与群の方が有意に高かった。しかし，下顎頭形態変化の薬などの開発研究に使用できるのではないかと考える。

頻度は，ラミナリン投与によって違いは認められなかっ本研究遂行にあたり，格別な御指導と御高閲を賜りました本学
歯科放射線学講座本田和也教授，また直接研究を御指導いただいた江島堅一郎助教および川嶋祥史助教，micro-CT 撮像について，ご助言をいただいた本学新井嘉則特任教授に謹んで感謝の意を表します。また，本研究に対して御協力いただいた歯科放射線学講座員各位に深く感謝申し上げます。

た。48 週齢でラミナリン投与は SKG マウスの四肢の関節に炎症を誘発するが，下顎頭形態には影響が少ないと考えられた。
なお本研究における下顎頭形態変化の発現率は，通常マウスの Adjuvant 誘導 RA における発現率より高い値であった 17）。このことより RA による下顎頭変化やリウ

本研究は平成 24 年度日本大学大学院歯学研究科研究費（学生分：山田久弥）によってなされた。

マチ性顎関節炎の検討に SKG マウスが有用であると考えられた。
性別による SKG マウスの他部位の関節炎の報告では，

文メスの方が高い傾向を示しており（第 3 表），これは女性

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下顎頭変化とリウマチスコアでは，下顎頭変化群のリウマチスコア平均値は，非変化群の平均値よりも有意に高い傾向を示した。これにより，今回確認された下顎頭形態変化と四肢の腫脹との関連性が示唆された。
また形態学的には，48 週齢では下顎頭形態変化は下顎頭中央頂縁部付近の erosion がほとんどであった。ヒトRA における下顎頭形態変化は下顎頭前方部に erosionが初発するといわれるが，進行時では頂縁部を中心に認められる場合も報告されている 6）。初発部位の検討は重要であるので，今後は，micro-CT による縦断的観察を行い，初発の部位についての検討を行っていく予定である。

結論

本実験の結果，以下のような結論を得た。
1.

SKG マウス下顎頭の形態変化については 76 関節中49 関節（64.5％）で変形が認められた。

2.

性別では，メスで 52.4%，オスで 79.4％に下顎頭形態変化がみられ，オスの方が有意に高かった。

3． ラミナリン投与群で 64.3%，非投与群で 64.7％に形態変化がみられたが，有意差は認められなかった。
4.

リウマチスコアについては，性別ではオスが 2.22，メスが 1.97 であり，有意差は認められなかった。

5． ラミナリン投与群のリウマチスコアは 2.57，非投与群で 1.48 であり，ラミナリン投与群で有意に高かった。
6.

献

下顎頭変形群のリウマチスコアは 2.35，非変形群は1.44 であり，有意差を認めた。

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