Development of efficient methods for comprehensive screening to improve osteoarthritis

• Project/Area Number: 18K13028
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
• Research Institution: Nakamura Gakuen University Junior College
• Principal Investigator: 長光 博史 中村学園大学短期大学部, 食物栄養学科, 准教授 (20333271)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 変形性関節症 / 軟骨 / MMP-13 / ADAMTS-5

Outline of Annual Research Achievements

変形性関節症(OA:Osteoarthritis)の進展に及ぼす、食品由来の抗酸化成分の影響の解析を目的として、培養細胞での関節破壊プロセスに関連する遺伝子の発現および、実験動物を用いてと組織学的評価を行った。
培養細胞における解析では、関節の破壊因子としてコラーゲン分解に関わるMMP(Matrix metalloproteinase-)-13,アグリカン分解に関与するADAMTS5(A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 5)を、また軟骨基質の合成因子として、関節軟骨に特異的な2型コラーゲン合成に関わるCOL2a1に着目し、それぞれの発現を可視化するレポータ遺伝子の発現株構築を行った。食品の各成分成分存在下で、各レポータ遺伝子の発現量の解析を行ったところ、検討した抗酸化成分からは、有意な発現変動は見られなかった。また、RT-PCRで各因子の転写活性を比較したところ、同様な結果が得られた。
実験動物を用いた解析では、モノヨード酢酸のマウスの片膝関節内投与によるOA誘導モデルを作成した。疼痛評価には関節炎に付随する痛みの閾値の指標となるPAM(Pressure Application Measurement)、OA発症に伴う姿勢の変化を表す後肢の左右の重量配分変化、および関節内の観察のために関節切片を作成し、組織学的評価を行った。若年マウスと、老齢マウスでモノヨード酢酸によるOAの進展を比較したところ、老齢マウスでOAの進行はより進んでいたものの、飼料による改善効果には大きな差は見られなかった。