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Elucidation of the molecular mechanism of the protection of cartilage degeneration via chondrocyte death and investigation of cartilage protection by its inhibition

Research Project

Project/Area Number 20K09408
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Nishitani Kohei  京都大学, 医学研究科, 特定助教 (70782407)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 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 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords変形性関節症 / 軟骨損傷 / 小胞体ストレス / 炎症性サイトカイン / 力学的ストレス / MAPキナーゼ / 軟骨 / 細胞死 / アポトーシス / 小胞対ストレス / VCPタンパク / 関節軟骨
Outline of Research at the Start

本研究では受傷早期の軟骨細胞死に着目し、関節外傷後に軟骨が傷むメカニズムを詳しく調査する。また、細胞死を抑制する化合物を動物の関節内へ投与することで、軟骨細胞死を抑制しその効果を検討する。軟骨細胞死を抑制することで、軟骨損傷から二次性変形性関節症への進行が抑制できれば、現在では不可能である関節軟骨の病状の進行の抑制になり、整形外科治療における大きな進歩である。

Outline of Final Research Achievements

A novel rat model of cartilage injury was created using the cyclic compression model, in which repetitive stress is applied between the femur and tibia. The model was confirmed to be a model of traumatic cartilage injury leading to osteoarthritis. The administration of KUS121, a novel compound with a cell death inhibitory effect showed chondroprotective effects. As the mechanism of the chondroprotective effect, the inhibition of chondrocyte death was confirmed by the reduction of the endoplasmic-reticulum stress. As the mechanism of chondrocyte death inhibition, inhibition of MAP-kinase cascade and proteolytic enzymes through reduction of endoplasmic-reticulum stress response was observed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

変形性関節症は対症療法と、末期での人工膝関節置換術以外に根本的な治療法がない疾患であるが、今回効果が確認されたKUS化合物による小胞体ストレス抑制による軟骨細胞死抑制効果と、それに伴う蛋白分解酵素抑制効果は、変形性関節症における軟骨保護作用を持つ可能性がある。特に外傷性の関節症では、この化合物を受傷早期に投与することにより、将来起こると考えられる軟骨損傷とその後の変形性関節症への進展を防ぐ効果が期待される。軟骨損傷と変形性関節症に対する新たな治療法となる可能性が示唆されたと考える。

Report

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

    (6 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Knee Alignment Correction by High Tibial Osteotomy Reduces Symptoms and Synovial Inflammation in Knee Osteoarthritis Accompanied by Macrophage Phenotypic Change From <scp>M1</scp> to <scp>M2</scp>2023

    • Author(s)
      Yoshida Shigeo、Nishitani Kohei、Yoshitomi Hiroyuki、Kuriyama Shinichi、Nakamura Shinichiro、Fujii Takayuki、Saito Motoo、Kobori Yu、Murakami Akinori、Murata Koichi、Ito Hiromu、Ueno Hideki、Matsuda Shuichi
    • Journal Title

      Arthritis &amp; Rheumatology

      Volume: - Issue: 6 Pages: 950-960

    • DOI

      10.1002/art.42424

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] KUS121 attenuates the progression of monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis in rats2021

    • Author(s)
      Iwai Sachiko、Ikeda Hanako O.、Mera Hisashi、Nishitani Kohei、Saito Motoo、Tsujikawa Akitaka、Kakizuka Akira
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 15651-15651

    • DOI

      10.1038/s41598-021-95173-6

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A VCP modulator, KUS121, as a promising therapeutic agent for post-traumatic osteoarthritis.2020

    • Author(s)
      Saito M, Nishitani K, Ikeda HO, Yoshida S, Iwai S, Ji X, Nakahata A, Ito A, Nakamura S, Kuriyama S, Yoshitomi H, Murata K, Aoyama T, Ito H, Kuroki H, Kakizuka A, Matsuda S.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 20787-20787

    • DOI

      10.1038/s41598-020-77735-2

    • NAID

      120006940250

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 高位脛骨骨切り術による下肢アライメント矯正は、 関節滑膜における炎症を改善し、 滑膜マクロファージの極性をM1からM2優位とする2022

    • Author(s)
      3.吉田 繁央、 西谷 江平、 小堀 悠、 藤井 貴之、 村田 浩一、 中村 伸一郎、 栗山 新一、 吉富啓之、 伊藤 宣、 松田 秀一
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] VCP阻害剤である新規化合物は軟骨細胞死抑制効果を介し、外傷性軟骨損傷に対して軟骨保護作用をもつ2020

    • Author(s)
      西谷江平、斉藤元央、中村伸一郎、栗山新一、伊藤宣、松田秀一
    • Organizer
      第12回日本関節鏡・膝・スポーツ整形外科学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 新規VCP ATPase阻害剤であるKUS121は小胞体ストレス応答抑制を介した軟骨細胞死抑制作用により関節軟骨保護作用を有する2020

    • Author(s)
      斉藤 元央, 西谷 江平, 池田 華子, 伊藤 宣, 岩井 祥子, 季 翔, 村田 浩一, 青山 朋樹, 黒木 裕士, 垣塚 彰, 松田 秀一
    • Organizer
      第35日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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