Elucidation of the pathophysiology of OA fibrosis and establishment of therapeutic methods using innovative imaging technology and single-cell analysis
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21H03056
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
今村 健志 愛媛大学, 医学系研究科, 教授 (70264421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川上 良介 愛媛大学, 医学系研究科, 准教授 (40508818)
齋藤 卓 愛媛大学, 医学系研究科, 講師 (60588705)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | イメージング技術、 / 一細胞解析 / 変形性関節症 / 線維化 / イメージング技術 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、変形性関節症（OA）における関節軟骨の線維軟骨形成（線維化）の病態を解明し、OAの新規診断法の開発や新規治療標的の同定に繋げる基盤研究プラットフォームを構築することを目的に、革新的イメージング技術と一細胞解析を用いた遺伝子発現プロファイルを駆使して、OA線維化に関わる多様な細胞の新たなサブタイプを同定し、その制御に関わる細胞間ネットワークを明らかにする。無標識コラーゲン可視化技術SHGによるOA組織形態パターンの数値化・定量化システムを実現し、人工知能AI による早期診断システムの構築に繋げる。その上で、線維化のマスターレギュレーターTGF-βシグナルを中心に線維化制御法を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、変形性関節症（OA）の線維軟骨形成について、慢性炎症のキープロセスである線維化（fibrosis）の視点でアプローチすることを目的に、革新的イメージング技術を駆使した細胞動態解析と一細胞解析を駆使した遺伝子発現プロファイル解析の確立を試みた。
in vivoの細胞動態解析については、特殊なウインドウを開発し、マウスに移植したオルガノイド細胞を安定して長期間観察する実験系を確立した。I型コラーゲンプロモーター支配下に緑色蛍光タンパク質（GFP）が発現するマウス(ColI-GFPマウス)、橙色蛍光タンパク質（Kusabira-Orange; KO）をCXCL12 locusにノックインしたマウス(CAR-Orangeマウス)とTHY1プロモーター支配下に黄色蛍光タンパク質（YFP）が発現するマウス(H-lineマウス)については、それぞれ全身での発現解析に引き続き、骨・軟骨、特に関節軟骨での詳細な解析を進めた。
OA手術については、前年度で明らかになった問題点の改善を行い、靭帯切除に加え、関節包切開などの工夫を加え、条件検討によって安定的なモデルの樹立ができた。SHGによるコラーゲンイメージングについては、前年度の直線偏光方向イメージングに加え、径偏光方向イメージングで定量化を試みた。術後の２光子励起蛍光顕微鏡を用いた生体イメージングの問題点があったので、前年度までに条件検討を行って確立したCUBIC-L/R法による透明化サンプルの高精細3Dイメージングを行った。
一細胞解析については、正常関節軟骨とOAモデル関節軟骨で、細胞分離の比較検討を行い、良好な結果を得た。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(18 results)
