軟骨表層細胞の分化誘導と異方性を有する軟骨再生

• Project/Area Number: 18K09099
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 木村 友厚 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 教授 (80167379)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関 庄二 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 助教 (00432112) ; 野上 真紀子 富山大学, 附属病院, 助教 (30750202)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 軟骨再生 / 表層細胞 / 細胞系譜 / 関節軟骨 / 異方性 / 修復

Outline of Annual Research Achievements

軟骨欠損の修復過程で、少数出現する表層細胞をラベルしてcell lineageを追跡するために、コンディショナルKOマウス（Prg4CreER；R26YFP）の膝関節の大腿骨滑車に軟骨欠損（punch penetration）を作成した。2週または6週でタモキシフェンtamを投与し、周囲表層部と欠損部（部分的に出現する表層細胞）のgenetic labelingを開始した。まず欠損作成後の経時的経過で、修復組織の形態学的変化の確認を行った結果、一般的なマウスモデルでの軟骨全層欠損修復過程と同じく、2-4週の経過で欠損部を充填する間葉系組織と、深部にわずかに軟骨組織形成を認めた。さらに、個体によるばらつきは多いものの、4-8週の経過で欠損部内の修復軟骨組織の増大と線維性修復の混在、深部では軟骨下骨への改変を認めた。また表層軟骨層の再生が比較的良好な個体では、表層から中間層での軟骨再生の程度も良好で、欠損中央部での軟骨再生厚も多い傾向があった。そこで欠損作成6週後にtam投与した個体を中心に、周囲および新規に出現した表層細胞のlineage解析を開始している。また組織学的修復と軟骨細胞数・密度・部位の対比解析を予備的に行ったところ、8週までに比較的良好な表層細胞層の形成があるものでは、表層細胞層に加えて、表層に近い欠損部内にもCD73やPrg4陽性細胞が、ごく少数ではあるが認められた。12週までの経過で、限られた数のマウスの解析では、これらのわずかの陽性細胞も認められなくなった。比較的良好な表層再生を認めたものに限って、表層内にはPrg4陽性細胞が残存していた。

Research Products

• [Journal Article] A selective c-Fos/AP-1 inhibitor prevents cartilage destruction and subsequent osteophyte formation (2018)
  • Author(s): Motomura Hiraku、Seki Shoji、Shiozawa Shunichi、Aikawa Yukihiko、Nogami Makiko、Kimura Tomoatsu
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 497 Issue: 2 Pages: 756-761
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.02.147
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A variant of death-receptor 3 associated with rheumatoid arthritis interferes with apoptosis-induction of T cell. (2018)
  • Author(s): Hashiramoto A, Konishi Y, Murayama K, Kawasaki H, Yoshida K, Tsumiyama K, Tanaka K, Mizuhara M, Shiotsuki T, Kitamura H, Komai K, Kimura T, Yagita H, Shiozawa K, Shiozawa S.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 293 Issue: 6 Pages: 1933-43
  • DOI: 10.1074/jbc.m117.798884
  • Peer Reviewed / Open Access