{"created":"2023-06-19T07:18:07.682154+00:00","id":3250,"links":{},"metadata":{"_buckets":{"deposit":"6b42bd61-0649-4291-adb4-295073a184c4"},"_deposit":{"created_by":4,"id":"3250","owners":[4],"pid":{"revision_id":0,"type":"depid","value":"3250"},"status":"published"},"_oai":{"id":"oai:az.repo.nii.ac.jp:00003250","sets":["370:15:392"]},"author_link":["16328","16329"],"item_10006_date_granted_11":{"attribute_name":"学位授与年月日","attribute_value_mlt":[{"subitem_dategranted":"2007-11-26"}]},"item_10006_degree_grantor_9":{"attribute_name":"学位授与機関","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreegrantor":[{"subitem_degreegrantor_name":"麻布大学"}]}]},"item_10006_degree_name_8":{"attribute_name":"学位名","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreename":"博士(獣医学)"}]},"item_10006_description_22":{"attribute_name":"Abstract","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"Auricular chondritis, also known as auricular chondropathy, has been reported as a typical finding in aged rats although its exact pathogenesis remains obscure. The lesion in aged rats is characterized grossly by bilateral nodular to diffuse thickening of the auricles. Histopathologically, the lesions have been described as consisting of focal or multifocal granulomatous inflammation with destruction of the cartilaginous plate, formation of cartilaginous nodules and osseous metaplasia.\n The auricular lesion resembles relapsing polychondritis (RP), an autoimmune disease in humans. RP can be experimentally induced in type II collagen immunized rats and mice, and is the most widely used animal model. In HLA-DQ6 and/or DQ8 transgenic mice, however, the absence of endogenous MHC class II expression have been identified as a factor in the etiology of RP, and it has been suggested that immunological function may be related to the pathogenesis of spontaneous auricular chondritis in rats. Although there a few recent reports on the animal model for human RP, systematic investigation of spontaneous auricular chondritis in laboratory animals has not been done since there are very few reports on the spontaneous incidence. Studies on auricular chondritis are important as it provides new insights towards the understanding of the pathogenesis of auricular lesions in both humans and animals. In the present work, author conducted a histopathological investigation of auricular chondritis observed in the Crl:CD(SD) rat and C57BL/6 mice.\n\nI. Auricular chondritis in young ear-tagged rats: Pathological findings and Incidence\n\n To study the incidence, sex predilection and histopathological characteristics of auricular chondritis , a light microscopic examination was carried out on samples of both the right and left ear auricles of male and female Crl:CD(SD) rats aged 7-9 weeks and 18-29-weeks. The animals were identified using metallic ear tags that were attached to the right ear pinna at 4 weeks of age. The trachea, larynx, nose and bronchus were also examined for comparative lesions.\n Although auricular chondritis were observed in both male and female Crl:CD(SD) rats at 7-9 weeks of age, a incidence was higher at 18-29 weeks of age in both sexes. There appears to be no sex predilection. Grossly, focal nodular or diffuse swelling and thickening with erythema developed in either in one or both ears. Histopathologically, the lesions were characterized by destruction of the normal cartilaginous plate with granulomatous inflammation, formation of cartilaginous nodules and osseous metaplasia. In more advanced lesions, osseous metaplasia with bone marrow formation and hematopoietic activity were observed in some of the proliferating nodules. Areas of granulomatous inflammation consisted of fibrous histiocytic reaction, and infiltration of lymphocytes, plasma cells, and neutrophils with an occasional multinuclear giant cell. Swollen chondrocytes, with round or oval nuclei, stain positively with PCNA and were found in the centres of newly formed cartilaginous nodules. As these nodules contain abundant proteoglycan matrix and were bound by a delicate layer of thin elastic fibers, it suggests that the cartilaginous nodules were formed by the proliferation of chondrocytes (interstitial growth). PAS and Gram stains were negative for microorganisms. A lesion that may be associated with auricular chondritis was not observed in any of the other cartilaginous organs.\n Though auricular chondritis in rats have been reported to appear with age, the present study shows that it can be found in younger animals. It is thus likely that the increased incidence of the auricular chondritis may not be an age - related change. Moreover, in the later stages, lesions developed bilaterally in the later stages despite having developed initiaily in the tagged ear. Lesions were also more severe in the tagged ear than the contra-lateral untagged ear. In the present study, the metal identification ear tags probably played a major role in initiating the development of the auricular lesions.\n\nII. Demonstration of the mechanism for auricular chondritis in relation to the use of metal identification ear tags\n\n Although it has been shown that auricular chondritis in rats is caused by the installation of metal identification ear tags, traumatic insults to the pinnal cartilage do not cause similar lesions. Based on the hypothesis that the auricular chondritis is caused by metal ions released from metal identification ear tags, author investigated the pathogenesis in male C57BL/6 mice tagged with metal identification ear tags. Twenty-six weeks after the attachment of the ear tags, visible increases in the thickness of the auricle were observed. Histopathologically, typical lesions such as destruction of the normal cartilage plate with granulomatous inflammation, proliferation of new cartilage nodules and osseous metaplasia were seen in tagged thickened ears. Analysis of metal ion content in the tagged ears showed significantly higher concentrations of copper and iron (both are components of the metal ear tag) as compared with untagged ears. Up-regulation of metallothionein (MT)-I and MT-II mRNA in the tagged ears was observed, and was confirmed at the site of the destroyed cartilage by immunohistochemical staining. MT expression is generally induced by many heavy metal ions such as copper and iron, and its protective role against copper and iron toxicity is well established. Iron and copper ions are also known as suppliers of reactive oxygen species that induce inflammation and similar to RP animal models induced through the immunization with type II collagen. These suggest that progression of auricular chondritis in mice with metallic ear tags may be provoked by an autoimmune response, similar to RP and RA.\n Histopathological and histochemical examination were performed to confirm the pathogenesis of the spontaneous auricular chondritis in Crl:CD(SD) rats and C57BL/6 mice. Contrary to previous reports where they are considered as age-related lesions, the present study shows that they develop at younger ages than previously reported, suggesting that they are not age-related. Moreover, in the later stages, lesions developed bilaterally in the later stages despite having developed initially in the tagged ear. Lesions were also more severe in the tagged ear than the contra-lateral untagged ear. Therefore, the metal identification ear tags probably played a major role in initiating the development of the auricular lesions.\n Although the results of the present study did not completely elucidate the etiology of auricular chondritis in mice with metal ear tags, it is reasonable to speculate that its onset is induced by metal ions released from the metal tag and that subsequent autoimmune reactions lead to cellular interactions of CD4 T cells, macrophages, fibroblasts, and mast cells, mediated by cytokines, such as TNF-α and INF-γ.\n So far there has been no established systematic investigation to study the pathogenesis of the auricular chondritis in laboratory animals. To our knowledge, the present study is the first report that demonstrates the mechanism for auricular chondritis in relation to the use of metal identification ear tags. The results of the study may be critical in the clarification of the degenerative mechanism of the auricular chondritis as an autoimmune disease in toxicological sciences.\n In this study, it was suggested that the use of metallic ear tag is unacceptable for laboratory animal science. And, to select other methods for individual identification was thought to be important under accuracy management of laboratory animal science.. Auricular chondritis was observed in mice as well as in rats, probably will be able to occurred in other animal species as well. Therefore, it is concluded that the metallic ear tag was not recommendable method for individual identification not only in laboratory animals but also in other animal species.","subitem_description_type":"Other"}]},"item_10006_description_7":{"attribute_name":"抄録","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"実験動物における耳介軟骨炎は、ラット特有の加齢性病変として報告されているが、その発生機序は未だ不明である。一般に耳介軟骨炎は、肉眼的変化として両側の耳介に紅斑を伴う肥厚がみられ、組織学的には耳介軟骨板の断裂を伴う肉芽腫性炎が主病変とされている。ラットの耳介軟骨炎は古くから知られる病変ではあるが、一方で僅かな症例報告に留まり、その発生原因を特定するための体系的な研究が行われてこなかった。それ故、この原因不明の耳介軟骨炎の発症機序を解明することは、実験動物を用いた毒性学的研究において、被験物質の影響を厳密に見極める上で重要である。\n　本研究において、筆者は耳介軟骨炎の発生原因を解明する目的で、Crl:CD(SD)ラットにおける耳介軟骨炎の発生状況について疫学的調査を実施した。さらに、初期の耳介軟骨炎の発生機序を解明するために、ラットと同様の耳介軟骨炎が発症することを筆者らが初めて見出したC57BL/6マウスを用い、病理組織学的見地からの検討を実施した。\n\n第1章　Crl:CD(SD)ラットにおける耳介軟骨炎の発生状況および特徴\n　Crl:CD(SD)ラットにおける耳介軟骨炎の発生時期および組織学的特徴を把握するために、7～9および18～29週齢のCrl:CD(SD)ラットの両側耳介について病理組織学的検査を行った。また、比較病理検査のために、他の軟骨組織(大腿骨頭、気管、喉頭、鼻および気管支についても病理組織学的検討を実施した。なお、本研究に用いたCrl:CD(SD)ラットは入荷時(4週齢)に個体識別として汎用される金属製耳標を片側の耳介に装着した。\n　その結果、Crl:CD(SD)ラットの耳介軟骨炎は7～9週齢および18～29週齢のいずれで性差なく発症が認められた。この耳介軟骨炎の発生状況は、いずれの個体においても金属製耳標を装着した耳介側から必ず発生し、その反対側の耳介へと波及することが確認された(発症率:雄5.9%、雌2.9%)。一方、その他の軟骨組織では耳介軟骨炎に関連する異常所見は確認されなかった。耳介部の病理組織学的変化としては、限局性ないしは多発性の肉芽腫性炎を伴う軟骨板の破壊、新生軟骨結節の形成および異所性の軟骨内骨化によって特徴付けられていた。なお、病変部位において、細菌感染は確認されなかった。\n　このように、これまで多くの系統の老齢ラットでの報告と病理組織学的に一致する耳介軟骨炎が7～9週齢の若齢Crl:CD(SD)ラットでも発生することが確認され、ラットにみられる耳介軟骨炎はこれまでの多くの報告とは異なり、加齢性に発現する病変でないことを明らかにした。また、単に両側性に発現すると考えられていた耳介軟骨炎は、時系列的に金属製耳標を装着した耳介から発生し、その後、反対側の耳介に波及することも確認した。以上、本章の研究結果より、従来ラットで加齢性に自然発生すると考えられていた耳介軟骨炎が、Crl:CD(SD)ラットにおいて金属製耳標の装着を原因とすることが示唆された。\n\n第2章　C57BL/6マウスにおける耳介軟骨炎の発症メカニズムの解明\n　第1章において、耳介軟骨炎の発現は金属製耳標の装着により誘発されることが示唆された。また、耳介軟骨炎は単なる加齢や外傷性損傷で発生するのではなく、生体の金属製耳標に対する特異的な反応、すなわち金属製耳標からの遊離金属イオンが耳介軟骨炎の発現に大きく関与していると推察した。そこでCrl:CD(SD)ラットと同様の耳介軟骨炎のみられた雄C57BL/6マウスを用い、この仮説を確認する目的で、耳介組織中における金属製耳標の主要構成成分の金属濃度を測定するとともに、同部位での金属結合蛋白であるメタロチオネイン(MT)-IおよびIIの存在および遺伝子発現レベルを免疫組織化学的検査およびRT-PCR法を用いて確認した。また、耳標装着後の耳介の初期病理組織学的変化を金属製耳標装着耳介および非装着耳介との問で比較検討した。\n　その結果、金属製耳標を装着した耳介において、肉眼的に耳介の肥厚が確認され、組織学的にはラットと同様の耳介軟骨炎の特徴所見、すなわち耳介軟骨板の破壊、新生軟骨結節および軟骨内骨化生の併発が認められた。さらに、金属製耳標の装着および非装着耳介問での比較では、金属製耳標の主要構成成分である銅および鉄の耳介組織中イオン濃度が装着側に統計学的に有意に高値を示した(P<0.05)。これら金属イオン濃度の測定結果に一致して、金属製耳標を装着した耳介ではRT-PCR法によりMT-Iおよび-IIの発現が、さらに免疫組織化学的にも破壊された耳介軟骨板の部位でMT-Iおよび-IIの陽性反応が認められた。\n　MTは銅および鉄などの重金属により誘導され、金属毒性の軽減に重要な役割を示すことが知られている。一方、鉄および銅は生体内で活性酸素種(ROS)の供給源となり、皮膚における線維化および炎症の誘発に関与するとともに軟骨破壊を惹起することが知られている。このように、C57BL/6マウスを用いた本章の試験成績から、金属製耳標遊離鉄イオンおよび銅イオンが耳介軟骨炎の初期病変である耳介軟骨板の破壊に関与する可能性を示唆した。\n\n第3章　C57BL/6マウスにおける耳介軟骨炎の免疫組織学的検討\n　第2章において、耳介軟骨炎の発生開始に耳介部に装着した金属製耳標が関与する可能性が示唆したが、その一方で耳介軟骨炎が反対側の耳介にも波及する原因については不明である。本章では、金属製耳標の装着により発症した耳介軟骨炎が自己免疫性疾患として知られる再発性多発性軟骨炎(RP)やリュウマチ性関節炎(RA)での耳介軟骨炎の初期変化に病理組織学的な類似性を示すか否かを確認する目的として、金属製耳標装着側に発生した雄C57BL/6マウスの耳介軟骨炎について免疫組織化学的検査を実施した。さらに耳介組織中のサイトカインの挙動についても検索を行った。\n　その結果、耳介軟骨炎の初期病変部位に浸潤する炎症細胞は、RPおよびRAの初期変化と同様に、CD4陽性Tリンパ球、Mac-1陽性のマクロファージ、好中球ならびに肥満細胞が優位に認められた。さらに、金属製耳標非装着の耳介に比べ、装着耳介では組織中サイトカイン濃度がRPおよびRAの初期変化と同様に、IL-2、TNF-αおよびIFN-γで有意な高値(P<0.05)を示した。\n　ラットを含めマウスでの耳介軟骨炎に関するこれら免疫組織学心知見およびサイトカインの挙動についての報告はないが、ヒトでは自己免疫疾患として知られているRPやRAにおいて、これらRPおよびRA疾患モデル動物で併発する耳介軟骨炎でも筆者の成績と同様の所見が報告されている。したがって、本章において確認したC57BL/6マウスへの金属製耳標の装着は、装着部位に耳介軟骨炎を発症させ、この片側性の耳介軟骨炎が時間の経過とともに反対側の耳介でも発生し、結果的に両側性耳介軟骨炎へと進行していく病態は、RPおよびRA疾患モデル動物と同様に自己免疫学的機序が関与する可能性を示唆した。\n\n第4章　総括および結論\n　本研究では、耳介軟骨炎の発生原因を解明する目的で、Crl:CD(SD)ラットにおける耳介軟骨炎の発生状況について疫学的調査を実施した。またラットと同様の耳介軟骨炎がC57BL/6マウスでも発生することを初めて見出し、ラットで得られた知見を基に、これらマウスを用い病理組織学的見地からその発生原因の可能性を検討した。その結果、Crl:CD(SD)ラットを用いた発生状況の確認において、単に両側性に発現すると考えられていた耳介軟骨炎は、時系列的に金属製耳標を装着した耳介から発生し、その後、反対側の耳介に波及することを確認し、加齢性に自然発生すると考えられていたラットの耳介軟骨炎が、金属製耳標の装着が原因となって発症することを示した。また、C57BL/6マウスを用いた検討では、金属製耳標から遊離した鉄イオンおよび銅イオンが耳介軟骨炎の初期病変である耳介軟骨板の破壊に大きく関与する可能性が示唆された。さらに、片側性の耳介軟骨炎が時間の経過とともに反対側の耳介でも発生し、結果的に両側性耳介軟骨炎へと進行していく病態は、RPおよびRA疾患モデル動物の病態に類似し自己免疫学的機序が本症の病態ないしは進行に関与する可能性が考えられた。\n　これまで実験動物における耳介軟骨炎の発生原因を特定するための体系的な調査が行われてこなかったが、本研究で明らかとなったこれらの知見は、実験動物を用いた毒性学的研究において、被験物質の影響を精査に見極める上で重要と考えられた。また、今回の研究結果から、金属製耳標の使用が生体へ影響を与えることが強く示唆され、他の個体識別法を選択することが種々の実験判断を精査に見極める上で重要と考えられた。また、種を超えラット以外にもマウスで耳介軟骨炎を確認したことは、その他の種にも本疾患が起こり得ると推察され、実験動物のみならず他の動物に対してもその使用を回避する必要があると考えられた。","subitem_description_type":"Abstract"}]},"item_10006_dissertation_number_12":{"attribute_name":"学位授与番号","attribute_value_mlt":[{"subitem_dissertationnumber":"乙第415号"}]},"item_10006_version_type_18":{"attribute_name":"著者版フラグ","attribute_value_mlt":[{"subitem_version_resource":"http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa","subitem_version_type":"AM"}]},"item_creator":{"attribute_name":"著者","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"北垣, 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