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Elucidation of the mechanism(s) underlying the progression of osteoarthritis by focusing on the phenotypic change of chondrocytes in degenerated cartilage.

Research Project

Project/Area Number 20K09470
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionClinical Research Center for Allergy and Rheumatology, National Hospital Organization, Sagamihara National Hospital

Principal Investigator

Tanaka Nobuho  独立行政法人国立病院機構(相模原病院臨床研究センター), 外科系リウマチ研究室, 研究員 (60530920)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福井 尚志  独立行政法人国立病院機構(相模原病院臨床研究センター), 政策医療企画部, 特別研究員 (10251258)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords変形性関節症 / 軟骨 / タンパク分解酵素 / 膝関節 / 変形性膝関節症 / プラスミン / TGF-beta / プラスミノーゲン・アクチベーター / 軟骨変性 / 痛み / 関節 / 膝
Outline of Research at the Start

研究代表者らは変形性関節症(OA)に罹患した関節軟骨の解析を進める中、軟骨の肉眼的な変性部で urokinase(uPA)の発現が亢進し、プラスミン活性が上昇、 さらにOA の痛みに深く関与する nerve growth factor(NGF)の発現も亢進していることを見出した。プラスミンはそれ自体が様々なタンパクを分解する作用を持つほか、MMP を活性化することによっても軟骨基質の変性を強力に推し進め得る。本研究では、これらの知見に基づき、軟骨変性部でプラスミン活性が亢進しNGF の発現が上昇する機序を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

n osteoarthritis (OA), cartilage degeneration is induced by various metalloproteinases including several MMPs and ADAMTSs. These enzymes are initially expressed in inactive proforms, and have to undergo activation to be enzymatically active. Therefore, their activation is critical in cartilage degeneration in OA. However, at present, little is known about the mechanism(s) underlying their activation in OA cartilage. In this study, we performed analyses of OA cartilage and found that the expression of two plasminogen activators and plasmin activity were enhanced in degenerated areas of OA cartilage compared to preserved areas. Between the two activators, tPA was more abundant in quantity than uPA, and tPA was considered more responsible for the enhanced plasmin activity in degenerated areas. Since plasmin is known to be a potent activator of various MMPs, the finding of this study may be crucial in understanding the mechanism of cartilage degeneration in OA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

変形性関節症の罹患者数は社会の高齢化に伴い増加の一途をたどっているが、病態にはなお不明な点が多く、このため疾患の進行を抑止できる治療法は確立されていない。本研究の結果からOAの軟骨変性部においてプラスミンの活性が亢進していることが明らかになったが、もしプラスミン活性がOAの軟骨変性に大きく関与しているとすれば、本研究の知見からOAの進行を抑止する治療法が確立される可能性も考えられる。OAの進行を効果的に抑制できる治療法の確立は、高齢者の自立喪失を抑止する観点からも極めて重要であり、その点で本研究は社会的にも意義の高い研究と言いうる。

Report

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

    (25 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Accumulation of polyunsaturated fatty acid-derived metabolites in the sarcopenic muscle of aging mice2023

    • Author(s)
      Kadoguchi T, Shimada K, Fukui N, Tanaka N, Tsuno H, Shiozawa T, Fukao K, Nishitani-Yokoyama M, Isoda K, Matsushita S, Yokoyama N, Daida H.
    • Journal Title

      Geriatrics and Gerontology International

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 297-303

    • DOI

      10.1111/ggi.14561

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Antibodies against serum anti-melanoma differentia-tion-associated gene 5 in rheumatoid arthritis patients with chronic lung diseases.2023

    • Author(s)
      Oka S, Higuchi T, Furukawa H, Shimada K, Okamoto A, Hashimoto A, Komiya A, Saisho K, Yoshikawa N, Katayama M, Matsui T, Fukui N, Migita K, Tohma S
    • Journal Title

      Medicina (Kaunas, Lithuania)

      Volume: 59 Issue: 2 Pages: 363-363

    • DOI

      10.3390/medicina59020363

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Predisposition of HLA-DRB1*04:01/*15 heterozygous genotypes to Japanese mixed connective tissue disease2022

    • Author(s)
      Oka S, Higuchi T, Furukawa H, Shimada K, Hashimoto A, Komiya A, Matsui T, Fukui N, Suematsu E, Ohno S, Kono H, Katayama M, Nagaoka S, Migita K, Tohma S.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 9916-9916

    • DOI

      10.1038/s41598-022-14116-x

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/d6baf8dc-5f9c-4505-b3af-76485dc81f45

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  • [Journal Article] Characteristics of gene expression in frozen shoulder.2022

    • Author(s)
      Nishimoto H, Fukuta S, Fukui N, Sairyo K, Yamaguchi T
    • Journal Title

      BMC Musculoskeletal Disorders

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 811-811

    • DOI

      10.1186/s12891-022-05762-3

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  • [Journal Article] Physician and patient perceptions of surgical procedures for osteoarthritis of the knee in the United States, Europe, and Japan: results of a real-world study2022

    • Author(s)
      Fukui N, Conaghan PG, Togo K, Ebata N, Abraham L, Jackson J, Berry M, Cappelleri JC, Pandit H.
    • Journal Title

      BMC Musculoskeletal Disorders

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 1065-1065

    • DOI

      10.1186/s12891-022-05954-x

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  • [Journal Article] The attenuation of insulin-like growth factor signaling may be responsible for relative reduction in matrix synthesis in degenerated areas of osteoarthritic cartilage2021

    • Author(s)
      Tanaka N, Tsuno H, Ohashi S, Iwasawa M, Furukawa H, Kato T, Fukui N.
    • Journal Title

      BMC Musculoskelet Disord .

      Volume: 22(1) Issue: 1 Pages: 231-231

    • DOI

      10.1186/s12891-021-04096-w

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  • [Presentation] 変形性関節症では線溶系の活性亢進によりMMP-1が活性化される2023

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      田中 信帆,津野 宏隆,内藤 昌志,岩澤 三康,福井 尚志
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      第35回日本軟骨代謝学会
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  • [Presentation] 変形性関節症の軟骨変性部ではマトリクスの変化によりプラスミン活性が誘導されている2022

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      津野 宏隆, 田中 信帆, 大橋 暁, 岩澤 三康, 古川 宏, 福井 尚志
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      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
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      津野 宏隆, 田中 信帆, 大橋 暁, 岩澤 三康, 古川 宏, 福井 尚志
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      第66回日本リウマチ学会総会・学術集会
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  • [Presentation] 変形性関節症における滑膜性のフレアに着目した関節液の解析2022

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      田中 信帆、大橋 暁、田代 俊之、桂川 陽三、福井 尚志
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      JOSKAS-JOSSM 2022
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  • [Presentation] 変形性関節症において変性軟骨より荷重によって遊離する因子の解析2022

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      福井 尚志、田中 信帆、大橋 暁、田代 俊之、桂川 陽三
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      JOSKAS-JOSSM 2022
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  • [Presentation] 変形軟骨におけるプラスミン活性化の機序の解明-変形性関節症における軟骨変性にはプラスミンが関与している-2022

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      津野宏隆、田中信帆、大橋暁、岩澤三康、福井尚志
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      第34回日本軟骨代謝学会
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  • [Presentation] 変形性膝関節症の軟骨変性には軟骨細胞が産生するフィブロネクチンが関与するかもしれない2021

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      田中信帆、大橋暁、田代俊之、桂川陽三、福井尚志
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      JOSKAS/JOSSM2021
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  • [Presentation] 変形性関節症における軟骨の変性・消失にはプラスミンが関与している可能性がある2021

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      田中 信帆、津野 宏隆、大橋 暁、岩澤 三康、田代 俊之、桂川 陽三、福井 尚志
    • Organizer
      第33回日本軟骨代謝学会
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  • [Presentation] 変形性関節症に罹患した軟骨より荷重によって遊離する因子の網羅的解析2021

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      津野 宏隆、田中 信帆、大橋 暁、岩澤 三康、福井 尚志
    • Organizer
      第33回日本軟骨代謝学会
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  • [Presentation] 変形性関節症における滑膜病変2020

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      福井 尚志、田中 信帆、津野 宏隆、大橋 暁、岩澤 三康、古川 宏
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      田中 信帆、津野 宏隆、大橋 暁、岩澤 三康、福井 尚志
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  • [Presentation] 変形性関節症および関節リウマチに罹患した軟骨から荷重によって遊離する因子の網羅的解析2020

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      津野 宏隆、田中 信帆、大橋 暁、岩澤 三康、松井 利浩、福井 尚志
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      第63回日本リウマチ学会総会・学術集会
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      福井尚志、田中信帆、津野宏隆、大橋 暁、岩澤三康
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      大橋 暁、田中 信帆、福井 尚志
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    • Author(s)
      Naoshi Fukui, Nobuho Tanaka, Ohashi Satoru, Toshiyuki Tashiro, Yozo Katsuragawa
    • Organizer
      第12回 JOSKAS - 第46回 JOSSM
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    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 変形性膝関節症および肩関節周囲炎の疼痛改善剤2023

    • Inventor(s)
      福井尚志、津野宏隆、田中信帆
    • Industrial Property Rights Holder
      福井尚志、津野宏隆、田中信帆
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

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

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