胸腰領域の結合組織の急性炎症中に適用される筋膜系の操作の生化学的影響

筋膜は、表面間の滑りを可能にするコラーゲン線維で構成される結合組織です ( Willard et al., 2012 ) ( Langevin et al., 2011 )。それは、隣接する主動作筋と拮抗筋の間の力伝達機構として機能するため、歩行運動において重要な役割を果たしていることが知られている( Garfin et al., 1981 )。この力の伝達メカニズムは、筋収縮中の機械的ストレスを共有する結合組織のコラーゲン線維を介して発生することが示唆されています ( Huijing and Baan, 2008 ) ( Findley et al., 2015 )。さらに、圧力と牽引に対する筋膜の抵抗は、細胞外マトリックス（ECM）の含有量に依存し（Bhattacharya et al., 2010）、炎症過程の影響を受ける可能性があります（Langevin et al., 2011）。
持続的な炎症プロセスは線維症を引き起こし、結合組織の機械的特性を変化させる可能性があります。これは、結合組織の主な種類の細胞である線維芽細胞 (Langevin et al., 2011 )が増殖し ( Morikawa et al., 2016 ) 、分化するときに発生します。筋線維芽細胞への導入（Morikawa et al., 2016 ; Pardali et al., 2017）。これにより、隣接する結合組織層が胸腰領域の結合組織などの構造に特に関係し、密度層が異なる牽引方向をもつ筋肉の腱膜に対応する場合、結合組織の剛性が表面間の滑りに影響を与える可能性があります。 : 縦方向 (広背筋、後鋸筋、脊柱起立筋) vs. 横方向 (内/外腹斜筋および広背筋) ( Langevin et al., 2011 )。これらの組織間の滑りが損なわれ、筋膜の生体力学的特性が変化すると、筋骨格系の痛みの一因となる可能性があります ( Klingler et al., 2014 )。
急性炎症の初期段階では、炎症性マクロファージ 1 型 (M1) は腫瘍壊死因子 (TNF) やインターロイキン 6 (IL-6) などの炎症誘発性メディエーターによって極性化されますが、後期段階では抗炎症性マクロファージ 2 型 ( M2) は、トランスフォーミング成長因子 β (TGF-β) および IL-4 によって刺激されます ( Fraternale et al., 2015 )。さらに、IL-4の存在下では、M1マクロファージなどの食細胞はM2表現型に分化する( Mantovani et al., 2004 )。しかし、慢性炎症を起こした結合組織では、硬化と線維症は過剰な TGF-β1 ( Bouffard et al., 2008 ; Bove et al., 2016 ; Gyorfi et al., 2018 ) と IL-4 ( Trautmann et al., 2018) に関連していると考えられています。これらのメディエーターは線維芽細胞の活性を刺激し( Trautmann et al., 2000 )、筋線維芽細胞への分化を刺激する( Arora et al., 1999 ) 。
硬直や線維症などの整形外科的症状の治療として、筋膜系（MFS）の操作が一般的に使用されます（McKenney et al., 2013 ; Ajimsha et al., 2014）。これは、方向性負荷を手動で適用するものであり ( Ajimsha et al., 2014 )、軟組織を徐々に動員して ( McKenney et al., 2013 ; Rubira and Sousa, 2013 )、細胞が機械的刺激を細胞に変換するメカニズムである機械伝達を促進することを目的としています。セラピストは患者の身体の反応に基づいて、負荷の方向とその強度と持続時間を決定します ( McKenney et al., 2013 )。 MFS の目的は、最適な張力を回復し、痛みを軽減し、筋膜複合体の機能を改善することです ( Ajimsha et al., 2014 )。
しかし、MFS はほとんど理解されておらず、線維化プロセスの初期炎症メディエーターに対する MFS の影響は評価されていません。Bove らの実験研究など、いくつかの実験研究では、(2016、2019)、およびAltomare および Monte-Alto-Costa (2018) では、炎症によって引き起こされる組織変化の軽減における徒手療法の効果が調査されています。手動プロトコールの適用後、これらの著者らは、結合組織におけるI型コラーゲンおよびTGF-β1レベルの低下( Bove et al., 2016 )、好中球およびマクロファージ細胞の減少、および正中神経周囲のコラーゲン沈着を報告しました( Bove et al., 2016)。 2019）、マクロファージの存在の減少、皮下組織の硬さの減少（Altomare and Monte-Alto-Costa、2018）。これらの研究では、ラットの上肢の関節可動化と皮膚組織の牽引（Bove et al., 2016、2019 ）、または瘢痕組織の可動化（Altomare and Monte-Alto-Costa, 2018 ）の組み合わせを評価しました。これらの研究はどれも、炎症性メディエーターに対するMFSの単独の影響を検討していませんでした。さらに、これらの研究では、組織の慢性変化後の徒手療法についても調査しました。 TNF や IL-6 などの重要な炎症メディエーターは、炎症の初期段階に存在します ( Loram et al., 2007b ; Annamalai and Thangam, 2017 )。
本研究では、トランスレーショナルリサーチの観点を用いて、カラギーナン誘発炎症マウスモデルを用いて、急性炎症における胸腰の結合組織に対するMFSの影響を調査した。この研究の目的は、マウスのカラギーナンによる胸腰部の結合組織の炎症誘発後の炎症メディエーターおよび細胞に対するMFSの影響を調査することでした。

TGF-β1の過剰は、IL-β1の場合と同様に、慢性炎症の治療のいくつかのモデルにおいて線維症形成と関連している( Bouffard et al., 2008 ; Bove et al., 2016 ; Gyorfi et al., 2018 )。慢性炎症モデルでは、関節の可動化や上肢の皮膚牽引（Bove et al., 2016、2019 ）、生体外での組織の伸張（Bouffard et al., 2008 ） 、線維性瘢痕の可動化（ Altomare）などのさまざまな徒手療法が行われます。プラスの変化としては、結合組織における I 型コラーゲンと TGF-β1 の沈着の低下 ( Bouffard et al., 2008 ; Bove et al., 2016 )、コラーゲンの沈着の低下、正中神経周囲の好中球とマクロファージの存在の減少 ( Bove et al., 2019 )、皮膚の可動性の改善、ECM の硬さの軽減 ( Altomare and Monte-Alto-Costa, 2018 ) が観察されています。
しかし、急性炎症中、IL-4 とともに TGF-β1 レベルの上昇が見られることは予想されていませんでした。しかし、我々は、胸腰領域の結合組織におけるTNFやIL-6などの炎症誘発性サイトカインのレベルを上昇させることなく、これら2つのメディエーターの増強を観察した。このように、TGF-β1 は IL-4 とともに、分解前サイトカインとして機能している可能性があります。この増強は、結合組織に対するMFSの効果に関連している可能性があり、機械的刺激によって促進された解決前環境と関連している可能性があります。
ベルエタら (2016)は、機械的刺激が結合組織の炎症の解消に影響を与えることを示唆しました。彼らの研究では、ストレッチによって誘発された機械的刺激が、ラットモデルにおける解決前環境を促進した( Berrueta et al., 2016 )。 in vivoの結果では、伸ばされていないラットと比較して、伸ばされたラットでは好中球細胞が少なく、RvD1 や RvD2 などの分解前メディエーターが広範囲に増加していることが示されました ( Berrueta et al., 2016 )。

乳がんマウスモデルで同様のアプローチ（結合組織のストレッチ）を使用することにより（Berrueta et al., 2018）、毎日 10 分間の穏やかなストレッチを 4 週間続けると、腫瘍の成長が大幅に遅くなり、腫瘍サイズが 52% 小さくなりました。炎症の自然な消散を促進する、脂質由来の特殊な解決前メディエーターであるRvD1およびRvD2の腫瘍レベルは、非伸展マウスと比較して伸展マウスで有意に高かった( Berrueta et al., 2018 )。彼らの結果とは対照的に、私たちはTNF-αまたはIL- 6の上方制御を観察しませんでしたが、両方の研究（Berrueta et al., 2016、2018）では、徒手療法は私たちの研究のように治療として適用されませんでした。私たちの発見は、急性炎症中の結合組織の機械的刺激によって促進される解決前の状態にも関連している可能性があります。

IL-4 および TGF-β の増強は、抗炎症性マクロファージ表現型であるマクロファージ 2 型 (M2) の動員を促進する可能性があります。骨格筋では、損傷後の最初の数時間の間に、循環単球の補充があり、これが組織に入り、炎症性マクロファージ 1 型 (M1) に分化する可能性があります。 M1 マクロファージが炎症環境にさらされて筋線維破片の貪食を行う時点で、M2 プロファイルに切り替わり、IL-4 によって刺激されると、これらの M2 (抗炎症性) マクロファージは TGF の産生を開始します。これらの抗炎症性マクロファージ (M2) は、IL-4 や TGF-β などのメディエーターの存在下で刺激されます ( Fraternale et al., 2015 ; Sang et al., 2015 )。一方、M1 マクロファージは TNF と IL-β によって極性化されます。 6.さらに、IL-4 は、M1 から M2 マクロファージへの形質転換に関連しています ( Mantovani et al., 2004 )。さらに、TGF-β1 と IL-4 の組み合わせの濃度が増加すると、IL-4 を含む他の IL の産生が減少すると、TGF-β1 と IL-4 が相互作用して解決前環境を提供する可能性があります。
炎症後 72 時間で TGF-β1 および IL-4 の増加が観察されましたが、胸腰領域の結合組織では MCP-1 または F4/80 タンパク質の有意な増加はありませんでした。Brigitteらによって観察されたように、F4/80 +細胞の大量の存在は4日目以降に発生すると推定されています。このように、F4/80 +細胞はその期間後にのみ検出可能になる可能性があります。カラギーナン炎症モデルでは、マクロファージなどの単核細胞の存在が 48 時間後に始まることが示されています ( Martin et al., 1994 )。ブリギッテら。 (2010)はカラギーナンではなくテキシンを使用し、炎症後 4 日目に筋外膜上の単球/マクロファージ細胞 (F4/80 +細胞) のピークを観察しました。これらの細胞は、ラットの脛骨筋およびPV筋の筋外膜/筋周膜上で12日目まで数が増加したままであった( Brigitte et al., 2010 )。

生理食塩水グループと比較した場合、Car + MFS グループで発現の有意な減少があったのと同様に、生理食塩水 + MFS グループと比較した場合、Car + MFS グループで Ly-6G 発現の有意な減少が見られました。 Car グループと Car + MFS グループの間に差はありませんでした。 MFSで処理されたカラギーナン注射を受けた動物は、IL-4の全身的な阻害が増加するほど、走化性と好中球の遊走を阻害するIL-4のレベルが高かった（Saleem et al., 1998 ; Impellizzieri et al., 2019）。感染時のCD11b + Ly6G +細胞（好中球）の流入（Woytschak et al., 2016）。 Car グループと Car + MFS グループでは Ly6G レベルが低いことが観察されましたが、この発見は IL-4 の増強に関連している可能性があります。 IL-4 については、生理食塩水 + MFS と Car グループの間に有意な差はありませんでしたが、Ly6G については、生理食塩水 + MFS と Car グループの間に差がありました。
注目すべきもう1つの重要な事実は、カラギーナン注射後72時間の時点で炎症促進性メディエーター（TNFおよびIL-6）の有意な増加がなかったため、MFSはカラギーナンによって引き起こされる炎症の増加または拡大を引き起こさなかったということです。この薬剤単独では、生理食塩水群と比較した場合、炎症後の最初の1時間でTNFおよびIL-6レベルが増加した( Loram et al., 2007b ; Annamalai and Thangam, 2017 )。しかし、このモデルでは、生理食塩水またはカラギーナンを注射したげっ歯類の間で、TNFおよびIL-6レベルに24時間の時点で差はなかった( Loram et al., 2007a、b )。さらに、治療または未治療の動物の根底にある傍脊柱筋または臀筋における TGF-β1、IL-4、MCP-1、TNF、または IL-6 の欠如は、MFS プロトコールが炎症誘発性因子の拡散を引き起こさないことを示唆しています。
MFSは胸腰の結合組織に特異的に適用されるため、下層の筋肉上のILおよび炎症性メディエーター（IL-4およびTGF-β1を含む）については群間で差異が見出されなかったことに留意されたい。したがって、MFSは、炎症細胞の大幅な動員や炎症誘発性メディエーターの増強を伴わずに、炎症組織に対して解決前効果をもたらす可能性があるため、整形外科疾患における急性炎症の初期段階の管理に安全に適用できる可能性があります。

結論として、カラギーナンモデルでは、MCP-1、TNF、およびIL-6の炎症促進因子を増加させることなく、抗炎症因子であるTGF-β1およびIL-4の産生に対する増強効果がある可能性があります。 下にある傍脊柱筋への TGF-β1、IL-4、MCP-1、TNF、または IL-6 の欠如は、MFS プロトコールが周囲の組織への炎症促進因子の拡散を引き起こさないことを示唆しています。 MFS は特に結合組織を標的としますが、結合組織の炎症の初期段階と後期におけるこの技術の効果を観察するにはさらなる研究が必要です。 MFSは炎症の増強を引き起こさないが、治療された結合組織の解決前環境を促進するため、MFSは整形外科的疼痛症状における急性炎症プロセスの管理を助ける安全な治療法である可能性があると結論付けています。