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Analysis of the therapeutic effect of metabolites secreted from Lipogems-treated adipose tissue on knee osteoarthritis

Research Project

Project/Area Number 21K16666
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionKanazawa Medical University

Principal Investigator

HIRATA Hiroaki  金沢医科大学, 医学部, 助教 (10887285)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords脂肪由来幹細胞 / メタボローム / トランスクリプトーム / 変形性膝関節症 / 再生医療 / 細胞治療 / 脂肪組織由来幹細胞 / 間葉系幹細胞 / Lipogems
Outline of Research at the Start

近年、変形性膝関節症(O A)は治療に脂肪組織の破砕物や培養脂肪由来幹細胞が用いられている。本研究は、吸引された自家脂肪組織をLipogemsと呼ばれる脂肪組織破砕キットによる治療機序を明らかにすることである。これまで、作用機序についてはサイトカインやエキソソームによる抗炎症作用が報告されてきた。しかし、細胞が分泌する低分子代謝化合物群のメタボローム解析は前例がない。そこで、Lipogems処理脂肪組織の残余検体を活用して、破砕された脂肪組織から分泌される低分子化合物の網羅的解析を実施し、得られた定量データについて臨床での治療成績との相関を解析し、治療成績に貢献する因子を同定する。

Outline of Final Research Achievements

Fragmented adipose tissue prepared with kits such as Lipogems and adipose-derived stem cells have been used for the treatment of osteoarthritis of the knee. Recently, metabolites have been shown to have various physiological effects, but it was unclear whether the metabolites secreted by adipose-derived stem cells have therapeutic (anti-inflammatory) effects. Metabolomic analysis performed in this study revealed that human adipose-derived stem cells secreted a large amount of metabolite X. Exposure of macrophages to metabolite X suppressed the expression of genes involved in inflammatory responses, indicating that metabolites also contribute to the therapeutic effect of adipose-derived stem cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高齢化を背景に、変形性膝関節症患者は世界的に増加している。軽症患者にはヒアルロン酸やステロイド等が投与されているが、その効果には限界がある。近年、脂肪組織の破砕物や脂肪由来幹細胞による変形性膝関節症治療が広まりつつあり、一定の治療効果が認められている。これまで、脂肪由来幹細胞による治療効果はサイトカインやエクソソームによって担われていると考えられてきたが、本研究から、Xを含む代謝産物が「第3の治療因子」であることが示唆された。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] A novel cell source for therapy of knee osteoarthritis using atelocollagen microsphere-adhered adipose-derived stem cells: Impact of synovial fluid exposure on cell activity2024

    • Author(s)
      Sakamoto Takuya、Fuku Atsushi、Horie Tetsuhiro、Kitajima Hironori、Nakamura Yuka、Tanida Ikuhiro、Sunami Hiroshi、Hirata Hiroaki、Tachi Yoshiyuki、Iida Yasuo、Yamada Sohsuke、Yamamoto Naoki、Shimizu Yusuke、Ishigaki Yasuhito、Ichiseki Toru、Kaneuji Ayumi、Osawa Satoshi、Kawahara Norio
    • Journal Title

      Regenerative Therapy

      Volume: 27 Pages: 408-418

    • DOI

      10.1016/j.reth.2024.04.010

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synovial Fluid Derived from Human Knee Osteoarthritis Increases the Viability of Human Adipose-Derived Stem Cells through Upregulation of FOSL1.2023

    • Author(s)
      Hironori Kitajima, Takuya Sakamoto, Tetsuhiro Horie, Atsushi Fuku, Yuka Nakamura, Hiroaki Hirata, Yoshiyuki Tachi, Naoki Yamamoto, Yasuo Iida, Yasuhito Ishigaki, Yusuke Shimizu, Toru Ichiseki, Ayumi Kaneuji, Satoshi Osawa, Norio Kawahara
    • Journal Title

      Cells.

      Volume: 12(2) Issue: 2 Pages: 330-330

    • DOI

      10.3390/cells12020330

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of the Usefulness of Human Adipose-Derived Stem Cell Spheroids Formed Using SphereRing and the Lethal Damage Sensitivity to Synovial Fluid In Vitro2022

    • Author(s)
      Fuku A, Taki Y, Nakamura Y, Kitajima H, Takaki T, Koya T, Tanida I, Nozaki K, Sunami H, Hirata H, Tachi Y, Masauji T, Yamamoto N, Ishigaki Y, Shimodaira S, Shimizu Y, Ichiseki T, Kaneuji A, Osawa S, Kawahara N
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 11 Issue: 3 Pages: 337-337

    • DOI

      10.3390/cells11030337

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脂肪由来幹細胞由来のメタボライトによる免疫抑制機構の解明2023

    • Author(s)
      堀江哲寛、平田寛明、坂本卓弥、中村有香、市堰徹、川原範夫、石垣靖人
    • Organizer
      日本生化学会北陸支部第41回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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