| Project/Area Number |
20K09500
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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 | Mie University |
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Principal Investigator |
長谷川 正裕 三重大学, 医学系研究科, 准教授 (40308664)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 恭子 (今中恭子) 三重大学, 医学系研究科, 教授 (00242967)
須藤 啓広 三重大学, 医学系研究科, 教授 (60196904)
吉田 利通 三重大学, 医学系研究科, リサーチアソシエイト (80166959)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 関節軟骨 / 変形性関節症 / テネイシンC / シンデカン4 / フィブロネクチン / シンデカン / 軟骨 / 軟骨修復 / 軟骨変性 / シンデカン４ |
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| Outline of Research at the Start |
テネイシンC（TNC）の特定のドメイン(TNIIIA2)は軟骨細胞増殖に関与するβ1インテグリンを活性化し、その活性化はシンデカン4 (SDC4)を介する。このSDC4はフィブロネクチン(Fn)と結合し、TNCもFnと結合し、作用に変化をもたらす。
関節軟骨に対するTNC・SDC4・Fnの相互作用を、TNC単独の効果と比較し、その細胞内情報伝達機構を明らかにする。さらに、TNC・SDC4・Fnを用いた軟骨治療の臨床応用を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
膜貫通型ヘパラン硫酸プロテオグリカンであるシンデカン４は細胞外マトリックスであるテネイシンCやフィブロネクチンと結合することが知られている。関節軟骨において、シンデカン4、テネイシンC、フィブロネクチンがどのような作用があるか単独投与、複数投与による検討を行った。
人工膝関節置換術を受けた患者の組織から軟骨細胞を単離培養し、フィブロネクチンのペプチドであるFNIII14を添加した。なお、FNIII14はテネイシンCのドメインであるTNIIIA2に対して、拮抗作用を示す。FNIII14添加でβ1インテグリン活性が低下し、軟骨細胞増殖が抑制された。TUNEL assayでアポトーシスを示す陽性細胞の割合が上昇した。リアルタイムPCRにおいて、FNIII14添加でCOL2A1、ACAN、SOX9の発現が有意に減少し、TNF-α、IL-1βの発現が有意に上昇した。すなわち、フィブロネクチンのFNIII14単独投与では、軟骨細胞のβ1インテグリンの活性を低下させ、細胞増殖抑制とアポトーシスを誘導することを認めた。
シンデカン４、テネイシンC、フィブロネクチンの相互作用があるかどうかを評価した。シンデカン4とテネイシンCの相互作用は、軟骨変性抑制、修復に対しては良い結果が得られる可能性がある。一方、フィブロネクチンは軟骨のアポトーシスを誘導することより、シンデカン４とフィブロネクチンの両者を用いると、軟骨変性抑制、修復に対しては有用でない可能性が考えられる。人工膝関節置換術を受けた患者の組織から軟骨細胞を単離培養し、テネイシンCのドメインであるTNIIIA2とシンデカン4を同時投与した。軟骨細胞において、TNIIIA2投与によるⅡ型コラーゲンやアグリカンの発現促進効果は、シンデカン4追加による増強効果は認められていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フィブロネクチンのペプチドであるFNIII14投与では、軟骨細胞のβ1インテグリンの活性を低下させ、軟骨細胞増殖抑制とアポトーシスを誘導することを認めた。しかし、シンデカン４、テネイシンC、フィブロネクチンの相互作用はまだ明らかでない。
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| Strategy for Future Research Activity |
フィブロネクチン、FNIII14を関節内に投与して、軟骨変性が生じるか、in vivo実験を行う。
シンデカン４、テネイシンC、フィブロネクチンの相互作用について研究をすすめる。培養軟骨細胞に同時投与しても、相互作用は認められず、共培養システムを用いて、検討する。
シグナル伝達機構の解明も行う予定である。
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