Subchondral bone loss in early knee osteoarthritis: osteocyte apoptosis and RANKL expression
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20K09443
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
AKAGI Masao 近畿大学, 医学部, 教授 (00273441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 和彦 近畿大学, 医学部, 講師 (10635569)
墳本 一郎 近畿大学, 医学部, 講師 (20770051)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 早期変形性膝関節症 / 軟骨下骨 / 骨量減少 / 異常骨リモデリング / 骨細胞死 / RANKL / 局所レニン・アンギオテンシン系 / 閉経後骨粗鬆症 / 骨粗鬆化 / 骨細胞 / 破骨細胞 / DMM手術 / つくば高血圧マウス / アポトーシス / 変形性膝関節症 / 膝OAモデルマウス / 骨細胞アポトーシス |
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| Outline of Research at the Start |
骨は力学的負荷に順応して骨量を増加する。しかし、なぜ力学的負荷が強い状況で発生するOAにおいて、その早期には軟骨下骨の骨量が低下するのかは不明である。今回の研究では、関節面に強い力学的負荷を加える内側半月不安定化（DMM）膝OAモデルマウスを用いて、軟骨下骨における骨代謝異常の原因を検討する。我々は、これに骨細胞アポトーシスとRANKL発現が重要な役割を果たしていると考えている。そこで、マイクロCTによる軟骨下骨評価、血清骨代謝マーカー評価、免疫組織学的評価を行い、この仮説を検証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Knee OA was produced by the DMM(destabilization of medial meniscus)surgery for 40-week-old wild type mice and Tsukuba hypertensive mice(THM)with high tourn-over osteoporosis. Changes in bone parameters and shape in the medial tibial subchondral bone(SB)were observed by μCT. Numbers of osteocytes,TRAP positive and RANKL positive cells in the SB were counted histologically.BV/TV and BMD decreased with time after operation, and significant differences were noted after 4 and 8 weeks, respectively. 12 weeks after the DMM surgery, however, an increase in BV/TV with a decrease in BMD was noted. Height of the medial tibial SB decreased with time and a significant decrease was noted after 12 weeks. Number of osteocytes in the SB decreased with time and a significant decrease was noted after 4 weeks. TRAP positive and RANKL positive cells increased with time and significant increases were noted after 2 weeks, respectively. In THM, all these changes above mentioned was enhanced significantly.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
早期OAにおいては、軟骨下骨の骨吸収が生じ、その後に軟骨下の骨異常リモデリングと骨形態変化が生じることが示された。また、この骨吸収には、軟骨下骨におけるmicrocrackやmicrofractureに伴う骨細胞死と周囲の生存骨細胞におけるRANKL発現と破骨細胞活性化が関与することが示唆された。
以上より、膝OAの予防や発症抑制には発症前後の軟骨下骨の健全性の維持が極めて重要であり、これを目的とした生活指導、食事療法、運動療法や薬物療法の体系化が必要と思われる。また、THMにおいて上記の機序が著しく加速されることより、閉経後骨粗鬆症予防は女性の膝OAに対する重要な予防戦略となる可能性がある。
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Report
(4 results)
Research Products
(6 results)
