ケモカインCCR7/CCR21を用いた半月板の再生医療モデルおよび治療法の確立

• Project/Area Number: 22K16701
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 菱村 亮介 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (50844742)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 半月板再生 / 半月板 / CCR7 / meniscus / chemokine / osteoarthritis

Outline of Research at the Start

申請者は関節軟骨修復過程において、CCR7/CCL21が損傷部に集積しMSCを損傷部に動員することで、関節軟骨の修復過程において促進的役割を担うことを明らかにしてきた。一方、CCR7/CCL21は半月板損傷を患う関節においても発現が増えることが知られている。そこで、関節軟骨修復過程においてMSCの動員を促進するCCR7/CCL21は、半月板損傷の修復過程においても重要な役割を果たす可能性があると着想するに至った。本研究の目的は、CCR7/CCL21が半月板損傷の修復過程に対して促進的作用を及ぼすことを証明することで、半月板の修復機構を分子生物学的観点から解明することである。

Outline of Annual Research Achievements

申請者の研究グループはこれまでに半月板損傷後の修復過程において、滑膜由来間葉系幹細胞が中心的役割を果たすことを報告してきたが、半月板損傷の正確な修復メカニズムは未だ不明である。申請者は関節軟骨修復過程において、ケモカインCCR7/CCL21が損傷部に集積し間葉系幹細胞を損傷部に動員することで、関節軟骨の修復過程において促進的役割を担うことを明らかにしてきた（Joutoku Z, Hishimura R et al. Sci Rep. 2019）。そこで、関節軟骨修復過程において間葉系幹細胞の動員を促進するケモカインCCR7/CCL21は、半月板損傷後の修復過程においても重要な役割を果たす可能性があると着想するに至った。そこで、本研究の目的はCCR7/CCL21が半月板損傷の修復過程に対して促進的作用を及ぼすことを証明することである。
2023年度は2022年度の検討を元に、野生型マウス、CCR7ノックアウトマウスにおいて、半月板部分切除の手術を施行し、表現型の調査を行った。マウスは術後4週の時点で肉眼所見で明らかな差は認められなかったが、2024年度においては、引き続く免疫組織学的解析、マイクロCTによる解析を行い検討を行い、術後8週での評価も追加する予定である。また、半月板組織を回収し、トリプシン処理に引き続くコラゲナーゼ処理を行うことでマウス膝半月板細胞を樹立/培養することに成功した。2024年度はこれらの実験結果を元に半月板細胞の機能解析（定量的リアルタイムPCR法、ウエスタンブロット法、細胞遊走能試験/細胞増殖能試験、RNAシークエンスによる網羅的遺伝子解析）を行う予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度の検討を継続し、半月板細胞の機能解析および、マウスモデルによる表現型解析を継続する予定である。

Strategy for Future Research Activity

動物実験によるCCR欠損が半月板再生に与える影響、および半月板細胞の機能解析を行う。