目的は、針刀が膝関節骨関節炎（KOA）モデルウサギの軟骨における酸化ストレス沈黙情報調節因子1（Sirt1）／核転写因子E2関連因子2（Nrf2）／NADPHキノン酸化還元酵素-1（NQO1）信号経路に及ぼす影響を観察し、軟骨損傷の改善メカニズムを探ることである。方法は、雄のニュージーランドウサギ24匹を正常群、モデル群、針刀群、針刀＋阻害剤群に無作為に分け、それぞれ6匹ずつとした。正常群を除き、改良Videman法を用いてKOAモデルを作製した。針刀群は左下肢内側側副靱帯、外側側副靱帯、膝蓋内側支持帯、膝蓋外側支持帯、膝蓋靭帯および帯状結節部に対し針刀解放を毎週1回、4週間実施した。針刀＋阻害剤群は針刀介入の30分前に腹腔内投与でSirt1阻害剤EX-527を投与した（週1回、4週間）。介入前および最終介入後1週にルケネ機能障害指数（Lequesne MG）スコアと受動的関節可動域（PROM）を測定した。最終介入後1週に軟骨組織を採取し、ヘマトキシリン・エオジン（HE）およびサフラニンO緑（SO）染色で病理形態を観察した。ELISA法にて関節液中の白血球インターロイキン-1β（IL-1β）および腫瘍壊死因子-α（TNF-α）を測定した。比色法により軟骨組織中のスーパーオキシドジスムターゼ（SOD）活性を測定し、酵素反応とジチオニトロベンゾ酸の着色法でグルタチオンペルオキシダーゼ（GSH-Px）活性を検出し、総抗酸化能（T-AOC）を測定する試薬キットを用いた。チオバルビツール酸法にてマロンジアルデヒド（MDA）含量を検出した。免疫蛍光法で軟骨内の活性酸素（ROS）レベルを測定した。Western blot法にてSirt1、Nrf2、NQO1、血小板反応蛋白モチーフ含有脱分化金属プロテイナーゼ5（ADAMTS-5）、およびマトリックスメタロプロテイナーゼ3（MMP-3）のタンパク質発現を検出した。リアルタイム蛍光定量PCRにて軟骨のSirt1、Nrf2、NQO1 mRNA発現を測定した。結果は正常群と比較し、モデル群で左膝関節のLequesne MGスコア、関節液中IL-1β、TNF-α含量、軟骨組織中のMDA含量、ROS発現レベル、ADAMTS-5およびMMP-3タンパク質発現量が有意に上昇した（P<0.01）。Nrf2タンパク質およびmRNA発現も上昇した（P<0.05、P<0.01）。PROM、軟骨組織中のSOD、GSH-PxおよびT-AOC活性、Sirt1タンパク質およびmRNA発現量は低下した（P<0.01）。モデル群と比較し、針刀群はLequesne MGスコア、関節液中IL-1β及びTNF-α含量、軟骨組織中のMDA含量、ROS発現レベル、ADAMTS-5及びMMP-3タンパク質発現量が低下し（P<0.01）、PROM、軟骨組織中のSOD、GSH-Px及びT-AOC活性とSirt1、Nrf2、NQO1タンパク質及びmRNA発現量が上昇した（P<0.01）。針刀＋阻害剤群はLequesne MGスコア、関節液中TNF-α含量、軟骨組織中のMDA含量及びROS発現レベルが低下し（P<0.01、P<0.05）、PROM、Sirt1、Nrf2及びNQO1 mRNA発現レベルが上昇した（P<0.01）。針刀群と比較し、針刀＋阻害剤群はLequesne MGスコア、関節液中IL-1β及びTNF-α、軟骨組織中MDA含量、ROS発現レベル及びMMP-3、ADAMTS-5タンパク質発現量が上昇し（P<0.01、P<0.05）、PROM、軟骨組織中のSOD、GSH-Px、T-AOC活性、Sirt1、Nrf2、NQO1タンパク質及びmRNA発現量が低下した（P<0.01、P<0.05）。HE及びSO染色の結果は、モデル群で膝関節軟骨表面が薄くなり、軟骨細胞数が減少し、配列が乱れ、プロテオグリカンが失われていることを示した。針刀群ではモデル群に比べ軟骨細胞数増加、規則的配列及びプロテオグリカン増加が見られた。針刀＋阻害剤群では針刀群に比べ軟骨組織表面の損傷が悪化していた。結論として、針刀はKOAウサギの関節機能及び軟骨病理損傷を改善し、その作用はSirt1/Nrf2/NQO1信号経路を活性化して酸化ストレス及び炎症反応を軽減することに関連すると考えられる。

針刀;膝関節骨関節炎;膝関節機能;Sirt1/Nrf2/NQO1信号経路;酸化ストレス;軟骨損傷