Elucidate the molecular mechanism of pain suppression and cartilage protection by mesenchymal stem cells in a rabbit arthritis model
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20K09513
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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 | Kanazawa Medical University |
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Principal Investigator |
ICHISEKI Toru 金沢医科大学, 医学部, 教授 (30307631)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島崎 都 金沢医科大学, 医学部, 講師 (00440511)
上田 善道 金沢医科大学, 医学部, 教授 (50271375)
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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: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 骨髄間葉系幹細胞 / ホーミング / 軟骨 / モノヨード酢酸 / CXCL12/CXCR4 / 軟骨損傷 / 関節炎モデル / 変形性関節症 / RNA sequencing / Homing / 間葉系幹細胞 / 疼痛抑制 / 軟骨保護 |
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| Outline of Research at the Start |
変形性関節症（OA）は加齢に伴い増加する疾患で、関節軟骨の損傷による疼痛に伴いQOLの著しい低下をもたらすことから、予防法および低侵襲性治療の確立は、非常に重要な課題である。
我々は、骨髄由来間葉系組織幹細胞(BM-MSC）の単回関節内注入による疼痛抑制因子と軟骨保護因子の増加、経静脈投与による骨・軟骨損傷部位へのMSCの集積と傷害抑制機能を報告した。本研究ではOAの予防と低侵襲性治療を確立するために、関節 軟骨傷害部でのBM-MSCの疼痛抑制、軟骨損傷阻止・機能保護と関節炎部への集積に関わる詳細な分子機構について、新規のRNA sequencing法と遺伝子パスウェイ解析により検証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The effects of MSCs on the prevention of cartilage damage and pain suppression were investigated in an animal model. Expression of C-X-C motif chemokine ligand 12 (CXCL12), which is involved in homing of bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs), was observed in injured cartilage tissue, suggesting that homing to cartilage tissue is expected. Expression of TNF-α induced protein 6 (TSG6), a chondroprotective factor released from BM-MSCs, was also observed in damaged cartilage. In addition, treatment with BM-MSCs suppressed the expression of calcitonin gene-related peptide (CGRP) in the dorsal horn of the spinal cord.
BM-MSCs also maintained mitochondrial function and showed sufficient ATP production under hypoxic stress conditions that induced osteocyte death. This suggests that BM-MSCs are sufficiently effective against hypoxic conditions in tissues such as cartilage and bone tissue.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高齢化社会の現在、変形性関節症の罹患率は非常に増加している。本疾患の予防や、本疾患による疼痛改善は、今後も高齢化が進む日本において最重要課題である。今回の研究からBM-MSCの関節内投与および経静脈投与により損傷した軟骨組織へのMigration/Homingを認め、疼痛改善効果も確認できた。本研究結果は、今後の再生医療や予防医学を含むBM-MSCの治療方法の応用に非常に役立つと考えられた。
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Report
(4 results)
Research Products
(11 results)
