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マトリックスベシクルからミニチュア岩石へ。仔牛のコストコンドリア接合部におけるカルシウム沈着の進化
From Matrix Vesicles to Miniature Rocks: Evolution of Calcium Deposits in Calf Costochondral Junctions.
PMID: 32672056 DOI: 10.1177/1947603520941225.
抄録
目的:
軟骨マトリックスの石灰化の初期段階は、マトリックス小胞の活性に依存している。本研究の目的は、石灰化したマトリックス小胞がどのようにしてより大きな構造体に結合するのかを説明し、その最新の3次元画像を提示し、石灰化したマトリックスが軟骨ラクナとどのように関係しているのかを観察することであった。
OBJECTIVE: Initial stages of cartilage matrix calcification depend on the activity of matrix vesicles. The purpose of the study was to describe how calcified matrix vesicles join into larger structures, to present their up-to-date undescribed 3-dimensional image, and to observe how calcified matrix relates to chondrocyte lacunae.
デザイン:
石灰化した軟骨は、子牛の軟骨接合部の仮石灰化ゾーンから採取した後、酵素的に分離し、マイクロトモグラフィー、走査型電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、X線回折、フーリエ変換赤外分光法で研究した。
DESIGN: Calcified cartilage was obtained from the zone of provisional calcification of calf costochondral junctions, then enzymatically isolated and studied by microtomography, scanning electron microscopy, atomic force microscopy and X-ray diffraction, and Fourier transform infrared spectroscopy.
結果:
ヒアルロニダーゼの消化により、軟骨マトリックスに囲まれた顆粒のパケットが放出された。さらにコラゲナーゼとトリプシンを用いて消化すると、軟骨マトリックスが除去され、50～150nmの範囲内の大きさの顆粒が露出した（石灰化したマトリックス小胞に相当）。顆粒は0.5～2μmの大きさの大きなグループに結合しており、これを球状単位と呼んでいる。ある種のマトリックス小胞はよくつながっているように見えましたが、電子的に明るい物質で満たされた空間を持つ球状単位を含んでおり、おそらくマトリックスまたは軟骨細胞の残骸でした。球状ユニットは、楕円形のプレートの形をした巨大な構造に組織化されていた。これらのプレートと、コストコンドラル接合部の増殖帯からの軟骨細胞の等張性グループを含むラクーナとの比較から、1つのラクーナからの細胞が1つのプレートの形成に関与していることが示唆された。プレートは互いに連結されており、仮石灰化帯の上に広がっていた。
RESULTS: Hyaluronidase digestion released packets of granules surrounded by the cartilage matrix. Further digestion, with collagenase and trypsin, removed matrix and exposed granules with dimensions within 50 to 150 nm range, which we consider as equivalent of calcified matrix vesicles. Granules joined into larger groups with dimensions of 0.5 to 2 μm, which we call globular units. Certain matrix vesicles appeared well connected but contained globular units that had spaces filled with electron lucent material, presumably matrix or chondrocyte remnants. Globular units were organized into massive structures taking the shape of oval plates. Comparison of these plates with lacunae containing isogenous groups of chondrocytes from proliferative zone of costochondral junction suggests that the cells from a single lacuna were responsible for the formation of one plate. The plates were connected with each other and extended over provisional calcification zone.
結論:
その結果、特定の石灰化マトリックス小胞が球状に結合して楕円板状の巨大な構造を形成し、最終的には軟骨マトリックスの大面積を覆うことが明らかになった。
CONCLUSIONS: The outcome showed how particular calcified matrix vesicles associate into globular units, which organize into massive structures assuming the shape of oval plates and eventually cover large areas of cartilage matrix.