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Mechanism analysis and disease inhibition of synovitis and osteophyte formation in knee osteoarthritis

Research Project

Project/Area Number 21K09259
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

金子 晴香  順天堂大学, 医学部, 准教授 (50445516)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords変形性膝関節症 / 骨棘 / 滑膜炎 / 半月板逸脱 / 多能性前駆細胞 / 変形性膝関節症モデル / IL-6 / TGF-beta / TGF-β / IL‐6
Outline of Research at the Start

ロコモティブシンドロームの代表疾患である変形性膝関節症(膝OA)の治療法の開発は重要な課題である. しかし, 疾患の分子レベルの病態の理解はいまだ乏しく, 開発の障壁となっている. 我々は, 膝OAの進行に関係する内側半月板逸脱と相関する骨棘の重要性を示した. さらに, 膝OAの骨棘形成に滑膜炎が関連することを報告した. このように, 膝OA病態の主座である軟骨ではなく骨棘と滑膜を治療ターゲットとして研究を進めることが膝OA治療を発展させると考える. 本研究の目的は, 膝OAの滑膜炎を制御することにより, 骨棘形成およびそれに付随する半月板逸脱の抑制を柱とする膝OAの新たな治療法の開発である.

Outline of Annual Research Achievements

変形性膝関節症(膝OA)の治療法の開発は重要な課題である. しかし, 疾患の分子レベルの病態の理解はいまだ乏しく, 開発の障壁となっている. 近年の早期膝OAの研究にて, 膝OAの発症や進行に内側半月板逸脱(MME)が関連することが報告されている. また, 我々は, MME幅が脛骨内側の軟骨成分と骨成分を合算した骨棘幅と関連することを示した. つまり, MMEを進行させる原因に骨棘形成があると考えられ, 骨棘が治療ターゲットになると考えられる. また, 我々は,膝OAの骨棘形成に滑膜が重要なことを報告しており, 滑膜は骨棘形成の重要な因子である. 以上のことから, 本研究の目的は, 膝OAの滑膜炎を制御することにより,骨棘形成およびそれに付随する半月板逸脱の抑制を柱とする膝OAの新たな治療法の開発である.
2021年および2023年において, 膝OA各進行期の骨棘形成と滑膜の炎症メディエーターおよび多能性前駆細胞の解析のため, 各病期の手術検体である滑膜および骨棘を採取し, 組織切片および組織からRNAを採取し, 各種炎症性メディエーター(TNF-α, IL-6, IL-1β, TGF-β)の発現の測定をした. また, 同様のマーカーをマウスモデルでも確認するため, 半月板を逸脱させるモデルであるDMM (destabilized medial meniscus) モデルを用いて膝OAを発症させ, 術後2週, 4週, 8週で病理切片の作成, また滑膜および骨棘を採取し, 組織切片および組織からRNAを採取し, 各種炎症性メディエーター(TNF-α, IL-6, IL-1β, TGFβ)の発現の測定を開始した. 骨棘とTGF-βの発現が相関した. 加えて, コホート研究においても滑膜炎の強さと骨棘形成の関係性を示し, 滑膜炎の制御が骨棘形成を制御しうる可能性について示した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2022年までに遅れていた実験をとりもどしつつあるが, 手術検体およびマウス検体の測定値のばらつきが生じ, そのデータを是正するために多数回の実験が必要であったため, 実験に遅れを生じた.

Strategy for Future Research Activity

変形性膝関節症の各病期の手術検体またはマウスから滑膜および骨棘を採取および解析準備は進行しており, 実験精度を向上させデータの解析を行う.①膝OA各進行期の骨棘形成と滑膜の炎症メディエーターおよび多能性前駆細胞の解析, ②炎症性メディエーターと骨棘形成の変化を評価し, 骨棘形成の制御因子の選定,機能解析, ③多能性前駆細胞と骨棘形成の変化を評価し, 骨棘形成の制御因子の選定, 機能解析.④標的分子による滑膜炎の制御による膝OAの骨棘形成にたいする治療効果の検討.の順に実験を進めていく.

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] IL-6 Reduces Spheroid Sizes of Osteophytic Cells Derived from Osteoarthritis Knee Joint via Induction of Apoptosis2024

    • Author(s)
      Negishi Yoshifumi、Adili Arepati、de Vega Susana、Momoeda Masahiro、Kaneko Haruka、Cilek Mehmet Z.、Yoshinaga Chiho、Takafuji Kazuaki、Otsuka Yuta、Shimoda Masayuki、Negishi-Koga Takako、Ishijima Muneaki、Okada Yasunori
    • Journal Title

      The American Journal of Pathology

      Volume: 194 Issue: 1 Pages: 135-149

    • DOI

      10.1016/j.ajpath.2023.10.005

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Anterior meniscus extrusion is associated with anterior tibial osteophyte width in knee osteoarthritis ? The Bunkyo Health Study2023

    • Author(s)
      Adili Arepati、Kaneko Haruka、Aoki Takako、Liu Lizu、Negishi Yoshifumi、Tomura Jun、Wakana Suguru、Momoeda Masahiro、Arita Hitoshi、Hada Shinnosuke、Shiozawa Jun、Kubota Mitsuaki、Someya Yuki、Tamura Yoshifumi、Aoki Shigeki、Watada Hirotaka、Kawamori Ryuzo、Negishi-Koga Takako、Okada Yasunori、Ishijima Muneaki
    • Journal Title

      Osteoarthritis and Cartilage Open

      Volume: 5 Issue: 3 Pages: 100364-100364

    • DOI

      10.1016/j.ocarto.2023.100364

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Medial meniscus extrusion is invariably observed and consistent with tibial osteophyte width in elderly populations: The Bunkyo Health Study2023

    • Author(s)
      Negishi Y、Kaneko H、Aoki T、Liu L、Adili A、Arita H、Hada S、Momoeda M、Huang H、Tomura J、Wakana S、Shiozawa J、Kubota M、Someya Y、Tamura Y、Aoki S、Watada H、Kawamori R、Negishi-Koga T、Okada Y、Ishijima M
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 22805-22805

    • DOI

      10.1038/s41598-023-49868-7

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 早期変形性膝関節症への治療の深化~TKA前にできる治療~ 早期変形性膝関節症の病態から考える治療法 半月板と骨棘(シンポジウム)2023

    • Author(s)
      金子晴香, 石島 旨章
    • Organizer
      第51回日本関節病学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Medial meniscus tear progresses medial meniscus extrusion beyond osteophyte width in middled-aged populations with K/L 0 -Data from the Osteoarthritis Initiative2023

    • Author(s)
      Kaneko H
    • Organizer
      2023 OARSI World Congress on Osteoarthritis
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Osteophyte formation progresses when synovitis was stronger in middle-aged populations with grade 0 of Kellegren-Lawrece classification -The Osteoarthritis Initiative.2022

    • Author(s)
      H Kaneko, A Arepati, T Aoki, L Liu, Y Negishi, J Tomura, S Wakana, K Yoshida, K Kobayashi, M Momoeda, H Arita, M Kubota, M Ishijima.
    • Organizer
      OARSI World Congress 2022, Berlin, Germany
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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