【目的】
これまで我々は、ラット後肢骨格筋の廃用性筋萎縮の進行過程で約42°Cの温水浴を実施すると、筋細胞内にHeat shock protein72（以下、HSP72）が発現し、その作用により筋線維萎縮の進行抑制効果が得られることを報告してきた。しかし、実際の臨床場面、特に安静・臥床中のケースに対して熱刺激を負荷するとなると温水浴の実施は困難で、局所的な方法に限られると思われる。そこで、本研究ではラットヒラメ筋の廃用性筋萎縮の進行過程で温水浴と小型動物用電気熱プレートによって熱刺激を負荷し、筋線維萎縮の進行抑制効果とHSP72の発現状況を比較検討した。
【材料と方法】
実験動物は、7週齢のWistar系雄ラット（220±10g）19匹で、無作為に対照群4匹と実験群15匹に振り分け、実験群はさらに1）後肢懸垂法（Hindlimb suspension；HS）のみを施行する群（HS群：n=4）、2）HSの過程で温水浴によって後肢に熱刺激を負荷する群（HS&Heat-Bath群：n=5）、3）HSの過程で小型動物用電気熱プレートによって後肢に熱刺激を負荷する群（HS&Heat-Prate群：n=4）に振り分けた。HSの期間は1週間とし、温水浴ならびに電気熱プレートはいずれも約42°Cの温度設定で、毎日1時間、麻酔下で施行した。実験終了後は両側ヒラメ筋を採取し、その凍結連続横断切片にATPase染色、HSP72に対する免疫組織化学的染色を行い、筋線維タイプ別の平均筋線維直径とHSP72の発現状況を検討した。また、筋試料の一部はホモジネートし、Western Blot法によってHSP72含有量を定量した。
【結果】
各群の平均筋線維直径を比較すると、タイプI・II線維とも対照群に比べ実験群の3群は有意に低値であった。また、実験群間ではHS群に比べHS&Heat-Bath群、HS&Heat-Plate群は有意に高値で、この2群間には有意差を認めなかった。次に、免疫組織化学的染色、ならびにWestern Blot法の結果をみると、HS&Heat-Bath群、HS&Heat-Plate群とも対照群やHS群に比べHSP72の発現増加が認められた。
【考察】
今回の結果から、温水浴と電気熱プレートのいずれの負荷方法でも、HSP72の発現を誘導することが可能であった。そして、タイプI・II線維の筋線維萎縮の進行抑制効果も大差なく、熱刺激の負荷方法の違いによる影響はなかったと推測される。したがって、局所的な熱刺激の方法は全身への負担が少ないことや簡便に行えることなどから、廃用性筋萎縮の予防手段として臨床応用できる可能性は高いと考える。ただ、ラットとヒトでは熱深達度が異なることが予測され、この点については今後検討を加える必要がある。
