S100カルシウム結合タンパク質A9は血管新生活性を抑制し、大腿骨頭の骨壊死を悪化させます

大腿骨頭崩壊の虚血損傷の悪化は、大腿骨頭（ONFH）の骨壊死の顕著な病理学的特徴です。この点で、S100カルシウム結合タンパク質A9（S100A9）は関節の完全性を劣化させることが知られていますが、S100A9がONFHでどのような役割を果たすかについてはほとんど理解されていません。この研究では、プロテオミクス分析により、高圧酸素療法時のONFH患者の血清S100A9レベルの減少が明らかになりました。血清S100A9レベルは、血清血管内皮成長因子（VEGF）、可溶性血管細胞接着分子-1（SVCAM-1）、インターロイキン-6（IL-6）、およびタレトレート耐性酸ホスファターゼ5Bレベルが増加しました。ONFH、一方、血清オステオカルシンレベルは、健康なコントロールと比較して減少しました。血清S100A9レベルは、ONFHのFICATおよびarlet段階とともに増加し、グルココルチコイド薬とアルコール消費量を服用していた患者と相関していました。骨性腫瘍組織は、大腿骨骨折標本と比較して、血管マーカーCD31およびフォンウィルブランド因子（VWF）の弱い免疫染色とともに血管低下の組織病理学を示しました。血栓化血管、線維性組織、骨細胞、および炎症細胞は、骨性症性病変に強いS100A9免疫反応性を示しました。in vitroでは、ONFH血清とS100A9は、血管内皮細胞のチューブ形成とラット大動脈環の血管伸長を阻害しましたが、S100A9の抗体遮断により血管新生活性が改善されました。まとめると、S100A9レベルの増加は、ONFHの開発に関連しています。S100A9は無血管損傷を引き起こすように見え、最終的に血管新生を減らすことで大腿骨頭の劣化を加速します。この研究は、ONFHの発達の根底にある分子メカニズムに関する洞察を提供します。ここでは、分析では、血清S100A9がONFHの敏感な生化学的指標であることも強調しています。

Ischemic damage aggravation of femoral head collapse is a prominent pathologic feature of osteonecrosis of the femoral head (ONFH). In this regard, S100 calcium binding protein A9 (S100A9) is known to deteriorate joint integrity, however, little is understood about which role S100A9 may play in ONFH. In this study, a proteomics analysis has revealed a decrease in the serum S100A9 level in patients with ONFH upon hyperbaric oxygen therapy. Serum S100A9 levels, along with serum vascular endothelial growth factor (VEGF), soluble vascular cell adhesion molecule-1 (sVCAM-1), interleukin-6 (IL-6), and tartrate-resistant acid phosphatase 5b levels were increased in patients with ONFH, whereas serum osteocalcin levels were decreased as compared to healthy controls. Serum S100A9 levels were increased with the Ficat and Arlet stages of ONFH and correlated with the patients with a history of being on glucocorticoid medication and alcohol consumption. Osteonecrotic tissue showed hypovasculature histopathology together with weak immunostaining for vessel marker CD31 and von Willrbrand factor (vWF) as compared to femoral head fracture specimens. Thrombosed vessels, fibrotic tissue, osteocytes, and inflammatory cells displayed strong S100A9 immunoreactivity in osteonecrotic lesion. In vitro, ONFH serum and S100A9 inhibited the tube formation of vessel endothelial cells and vessel outgrowth of rat aortic rings, whereas the antibody blockade of S100A9 improved angiogenic activities. Taken together, increased S100A9 levels are relevant to the development of ONFH. S100A9 appears to provoke avascular damage, ultimately accelerating femoral head deterioration through reducing angiogenesis. This study provides insight into the molecular mechanism underlying the development of ONFH. Here, analysis also highlights that serum S100A9 is a sensitive biochemical indicator of ONFH.