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Inhibition of cartilage destruction by controlling metabolic reprogramming - Aiming for novel rheumatoid arthritis treatment -

Research Project

Project/Area Number 19K09619
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionNational Hospital Organization Nagoya Medical Center (2022)
Nagoya University (2019-2021)

Principal Investigator

Kojima Toshihisa  独立行政法人国立病院機構(名古屋医療センター臨床研究センター), その他部局等, その他 (70378032)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 寺部 健哉  名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (10816870)
祖父江 康司  名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (70790715)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords軟骨代謝 / 関節リウマチ / 代謝リプログラミング / chondrocyte / metabolism / glycolysis / mechanical stress / 軟骨細胞 / メカニカルストレス / 軟骨 / 変形性関節症
Outline of Research at the Start

解糖系代謝リプログラミング(ミトコンドリアでの好気的解糖系から嫌気的解糖glycolysisへの変化)を制御することが、炎症、悪性腫瘍の新たな治療標的として注目されている。本研究の目的は、軟骨細胞における機械的ストレスの解糖系代謝リプログラミングへの関与を明らかにし、軟骨破壊に対するglycolysisの制御によるRA治療を目指すことである。軟骨培養、マウスモデルにおいて、glycolysis阻害薬を用いて、その治療標的としての可能性について探索する。実際の病態でのglycolysisの関与をRA滑膜、骨軟骨の免疫組織染色により検討する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we examined the possibility of suppressing synovitis and cartilage destruction by regulating metabolic reprogramming in 1) LPS- and IL-1β-stimulated synovial cells, bovine and human chondrocytes, and 2) a mouse model of osteoarthritis (mechanical stress caused by meniscectomy). LPS and IL-1β stimulation enhanced proteolytic enzyme expression and metabolic reprogramming (glycolysis, glutaminolysis, and fat metabolism). Each metabolic inhibitor was shown to regulate metabolic reprogramming and inhibit cartilage destruction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

関節リウマチ(RA)治療において、サイトカインを標的とした分子標的治療を用いても半数以上の患者は、寛解に至らず、骨軟骨破壊が進行している。治療効果積み上げのためには、サイトカイン以外を標的にした、軟骨破壊抑制を目指す介入法が必須である。 近年、解糖系代謝リプログラミングを制御することが、炎症、悪性腫瘍の新たな治療標的として注目されている。
軟骨破壊に対する代謝リプログラミングの関与を、glycolysis、アミノ酸代謝、脂肪代謝の多方面から検討した。代謝リプログラミング制御によるRAにおける軟骨破壊抑制を目指す治療開発の足掛かりになると考える。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Metabolic reprogramming in chondrocytes to promote mitochondrial respiration reduces downstream features of osteoarthritis2021

    • Author(s)
      Ohashi Yoshifumi、Takahashi Nobunori、Terabe Kenya、Tsuchiya Saho、Kojima Toshihisa、Knudson Cheryl B.、Knudson Warren、Imagama Shiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 15131-15131

    • DOI

      10.1038/s41598-021-94611-9

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Metabolic changes in synovial cells in early inflammation: Involvement of CREB phosphorylation in the anti-inflammatory effect of 2-deoxyglucose2021

    • Author(s)
      Kishimoto Kenji、Terabe Kenya、Takahashi Nobunori、Yokota Yutaka、Ohashi Yoshifumi、Hattori Kyosuke、Kihira Daisuke、Maeda Masataka、Kojima Toshihisa、Imagama Shiro
    • Journal Title

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      Volume: 708 Pages: 108962-108962

    • DOI

      10.1016/j.abb.2021.108962

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activation of transient receptor potential vanilloid 4 protects articular cartilage against inflammatory responses via CaMKK/AMPK/NF-κB signaling pathway2021

    • Author(s)
      Hattori Kyosuke、Takahashi Nobunori、Terabe Kenya、Ohashi Yoshifumi、Kishimoto Kenji、Yokota Yutaka、Suzuki Mochihito、Kojima Toshihisa、Imagama Shiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 15508-15508

    • DOI

      10.1038/s41598-021-94938-3

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脂質代謝制御による軟骨保護作用の検討2023

    • Author(s)
      佐藤良 寺部健哉 高橋伸典 大橋禎史 紀平大介 前田真崇 小杉山裕旦 長谷川純也 浅井秀司 小嶋俊久 今釜史郎
    • Organizer
      日本軟骨代謝学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質代謝制御による軟骨保護作用の検討2022

    • Author(s)
      佐藤良 寺部健哉 高橋伸典 大橋禎史 紀平大介 前田真崇 小杉山裕亘 長谷川純也 小嶋俊久 今釜史郎
    • Organizer
      日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 軟骨細胞におけるグルタミン代謝阻害による抗炎症効果の検討2022

    • Author(s)
      紀平大介 寺部健哉 大橋禎史 前田真崇 小杉山裕亘 佐藤良 長谷川純也 高橋伸典 小嶋俊久 今釜史郎
    • Organizer
      日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 軟骨細胞における細胞内代謝変動の網羅的解析による検討2022

    • Author(s)
      寺部健哉 前田真崇 紀平大介 佐藤良 小杉山裕亘 長谷川純也 高橋伸典 小嶋俊久
    • Organizer
      日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The activation of transient receptor potential vanilloid-4 inhibits IL-1β-induced articular cartilage degradation via regulation of the CaMKK/AMPK/NF-κB signaling pathway.2021

    • Author(s)
      Kyosuke Hattori, Nobunori Takahashi, Kenya Terabe, Toshihisa Kojima et al.
    • Organizer
      Orthopedic Research society
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The activation of transient receptor potential vanilloid-4 inhibits IL-1β-induced articular cartilage degradation via regulation of the CaMKK/AMPK/NF-κB signaling pathway.2020

    • Author(s)
      服部恭典 高橋伸典 寺部健哉 小嶋俊久他
    • Organizer
      日本整形外科基礎学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] IL-1b存在下におけるTRPV4の軟骨破壊に対する役割の検討2019

    • Author(s)
      服部恭典 高橋伸典 石黒直樹 小嶋俊久
    • Organizer
      第34回日本整形外科基礎学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] IL-1b刺激による軟骨細胞の代謝リプログラミングに対するヒアルロン酸の効果2019

    • Author(s)
      横田裕 高橋伸典 石黒直樹 小嶋俊久
    • Organizer
      第34回日本整形外科基礎学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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