| Project/Area Number |
21K09274
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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 | Nagoya University |
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Principal Investigator |
浅井 秀司 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (00770893)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺部 健哉 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (10816870)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 腱 / 変性 / 代謝リプログラミング / glycolysis / 間葉系幹細胞 / ヒアルロン酸 |
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| Outline of Research at the Start |
腱損傷部には変性と修復の両方に直接関与する特異的な間葉系幹細胞が誘導される。本研究では、この間葉系幹細胞の分化における解糖系代謝を中心とした代謝リプログラミングの機能解析を行う。また、腱損傷部の変性および修復に対する代謝リプログラミング制御の作用を明らかにする。これにより、内在性の間葉系幹細胞の分化を制御し、細胞移植を必要としない腱損傷の新たな治療法の開発につなげる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
腱損傷部には変性と修復の両方に直接関与する特異的な間葉系幹細胞が誘導される．本研究では，この損傷腱由来間葉系幹細胞を用いて実験を行い，glycolysisを制御する物質としてヒアルロン酸に注目している．2022年度までの研究結果の概要は次の通りである．① CD1マウスの損傷腱由来間葉系幹細胞は，軟骨分化誘導によりglycolysisが亢進した．② Glycolysisを阻害する2-deoxy-D-glucose（2-DG）およびガラクトースは，損傷腱由来間葉系幹細胞の軟骨分化を抑制した．③ ヒアルロン酸は，損傷腱由来間葉系幹細胞の軟骨分化を抑制した．④ アキレス腱損傷モデルマウスにおいて，2-DGの腹腔内投与は腱損傷部の異所性骨化の体積を減少させる傾向にあった．⑤ アキレス腱損傷モデルマウスにおいて，ヒアルロン酸の局所投与は腱損傷部の異所性骨化の体積を減少させた．
2022年度までの研究成果を踏まえ，2023年度はヒアルロン酸の軟骨分化抑制作用におけるglycolysisの関与を検討するため細胞外フラックスアナライザーにより解糖系代謝の変化を検討し，リアルタイムPCRによりglycolysis関連遺伝子（PDK-1、LDHA、GLUT1）の発現を検討した．今のところ，損傷腱由来間葉系幹細胞においてヒアルロン酸とglycolysisの関連性を示す有意な結果は得られていない．また，グルコースを添加しglycolysisを促進した損傷腱由来間葉系幹細胞において，ヒアルロン酸の軟骨分化抑制作用は減弱傾向にあったが，統計学的に有意な結果は得られてない．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2023年度までに計画していた実験を概ね実施したが，まだ研究成果をまとめられていない．当初は2023年度に研究成果を公表する計画であったため，進捗はやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で，glycolysisの阻害とヒアルロン酸が，それぞれ損傷腱由来間葉系幹細胞の軟骨分化を抑制し，モデルマウスの腱損傷部の異所性骨化を抑制する可能性が示された．2024年度は，2023年度に続き損傷腱由来間葉系幹細胞においてヒアルロン酸が軟骨分化を抑制する分子機構について代謝変動も含め検討する．有意な結果が得られない場合は，glycolysisによる腱由来間葉系幹細胞の分化制御を中心に研究成果をまとめ公表する予定である．
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