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Improvement of biological functions and therapeutic efficacy of synovial stem cells from osteoarthritis using senolytic drugs

Research Project

Project/Area Number 22K16708
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

Endo Kentaro  東京医科歯科大学, 統合研究機構, プロジェクト助教 (30844378)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 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: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords細胞老化 / 変形性膝関節症 / 滑膜 / 間葉系幹細胞 / 軟骨 / ABT-263 / 老化細胞除去薬
Outline of Research at the Start

変形性膝関節症(OA)に対する治療法の開発は喫緊の課題である。これまでに申請者らは、世界に先駆けて自己滑膜間葉系幹細胞(MSCs)注射がOA治療効果を有することを実証してきた。しかし、近年の老化研究にて、OA患者の滑膜MSCsには老化細胞が多数混入しており、それによりOA治療効果が阻害されるという新たな問題が明らかとなった。申請者は老化細胞除去薬ABT-263により、OA患者由来滑膜MSCs中の老化細胞の割合が顕著に低下することを見出した。本研究では、ABT-263により質の悪い老化細胞のみを除去することで、OA患者由来滑膜MSCsの高品質化を試み、より有効性の高いOA治療の開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We attempted to improve quality of synovial mesenchymal stem cells (MSCs) derived from patients with knee osteoarthritis (OA) by using ABT-263, a senolytic drug. Our results showed that ABT-263 treatment reduced the number of senescent cells and improved their ability to form colonies and differentiate into chondrocytes. However, a temporary decrease in proliferative capacity was observed, so we investigated a drug-free method to sort cells based on their size and autofluorescence. MSCs with small size and low autofluorescence showed greater colony formation and chondrogenic differentiation ability than before sorting. We succeeded in a drug-free method to improve synovial MSC quality and are currently engaged in a study to evaluate the biological function and therapeutic efficacy of synovial MSCs purified by this method for OA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

加齢性疾患である変形性膝関節症(OA)は有症状者数が多いにも関わらず根本的な治療法が存在せず、対症療法が行われている。超高齢化を迎えた本邦では、OA治療法の開発は社会的に喫緊の課題である。本研究の成果は、これまでの滑膜間葉系幹細胞(MSCs)注射によるOA治療効果を老化生物学的観点から向上させることで、より患者満足度の高いOA治療法の開発につながると考えられる。また、薬剤を用いない新たなMSCs純化方法により、老化細胞を除去し、MSCsを若返らせる技術を開発できたことから、膝関節を含め様々な分野でのMSCsを用いた再生医療の質の向上につながることが期待される。

Report

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

    (29 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Histological and biochemical changes in a rat rotator cuff tear model with or without the subacromial bursa2024

    • Author(s)
      Miura Yugo、Endo Kentaro、Sekiya Ichiro
    • Journal Title

      Tissue and Cell

      Volume: 88 Pages: 102370-102370

    • DOI

      10.1016/j.tice.2024.102370

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of the effects of oxidative and inflammatory stresses on rat chondrocyte senescence2023

    • Author(s)
      Yagi Misaki、Endo Kentaro、Komori Keiichiro、Sekiya Ichiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-34825-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mesenchymal stem cells in synovial fluid increase in number in response to synovitis and display more tissue-reparative phenotypes in osteoarthritis2023

    • Author(s)
      Furuoka Hideto、Endo Kentaro、Sekiya Ichiro
    • Journal Title

      Stem Cell Research & Therapy

      Volume: 14 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s13287-023-03487-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Autologous Synovial Mesenchymal Stem Cell Transplantation Suppresses Inflammation Caused by Synovial Harvesting and Promotes Healing in a Micro Minipig Repaired Meniscus Model2023

    • Author(s)
      Ozeki Nobutake、Mizuno Mitsuru、Yanada Shinobu、Okada Takuya、Kubota Rei、Kushida Yoshihisa、Furuoka Hideto、Endo Kentaro、Katano Hisako、Nakamura Kentaro、Ohya Shoji、Koga Hideyuki、Sekiya Ichiro
    • Journal Title

      Transplantation Proceedings

      Volume: 55 Issue: 2 Pages: 470-480

    • DOI

      10.1016/j.transproceed.2023.01.012

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Clearance of senescent cells with ABT-263 improves biological functions of synovial mesenchymal stem cells from osteoarthritis patients2022

    • Author(s)
      Miura Yugo、Endo Kentaro、Komori Keiichiro、Sekiya Ichiro
    • Journal Title

      Stem Cell Research & Therapy

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 222-222

    • DOI

      10.1186/s13287-022-02901-4

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of the yields and properties of dedifferentiated fat cells and mesenchymal stem cells derived from infrapatellar fat pads2022

    • Author(s)
      Fujii Shunichi、Endo Kentaro、Matsuta Seiya、Komori Keiichiro、Sekiya Ichiro
    • Journal Title

      Regenerative Therapy

      Volume: 21 Pages: 611-619

    • DOI

      10.1016/j.reth.2022.11.006

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Human synovial mesenchymal stem cells show time-dependent morphological changes and increased adhesion to degenerated porcine cartilage2022

    • Author(s)
      Tanimoto Takahiro、Endo Kentaro、Sakamaki Yuriko、Ozeki Nobutake、Katano Hisako、Mizuno Mitsuru、Koga Hideyuki、Sekiya Ichiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 16619-16619

    • DOI

      10.1038/s41598-022-20386-2

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of adhesion of thawed and cultured synovial mesenchymal stem cells to the porcine meniscus and the relevance of cell surface microspikes2022

    • Author(s)
      Fujii Shunichi、Endo Kentaro、Ozeki Nobutake、Sakamaki Yuriko、Kohno Yuji、Mizuno Mitsuru、Katano Hisako、Tsuji Kunikazu、Koga Hideyuki、Sekiya Ichiro
    • Journal Title

      BMC Molecular and Cell Biology

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 53-53

    • DOI

      10.1186/s12860-022-00456-z

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Piperlongumine Attenuates Osteoarthritis Progression By Clearing Senescent Chondrocytes And Meniscus Cells2024

    • Author(s)
      Kentaro Endo, Ichiro Sekiya
    • Organizer
      ORS 2024 Annual Meeting
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mesenchymal stem cells in synovial fluid increase in number in response to synovitis and display more tissue-reparative phenotypes in osteoarthritis2024

    • Author(s)
      Hideto Furuoka, Kentaro Endo, Ichiro Sekiya
    • Organizer
      ORS 2024 Annual Meeting
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Single-cell RNA Sequencing Analysis Of Human Synovial And Adipose Mesenchymal Stem Cells For Knee Osteoarthritis Treatment2024

    • Author(s)
      Yuki Hidaka, Kentaro Endo, Ichiro Sekiya
    • Organizer
      ORS 2024 Annual Meeting
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Piperlongumineは老化軟骨・半月板細胞を除去することで変形性膝関節症の進行を抑制する2024

    • Author(s)
      遠藤 健太郎, 関矢 一郎
    • Organizer
      第36回日本軟骨代謝学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] シングルセルRNA解析によるヒト滑膜および脂肪由来間葉系細胞のサブセット比較2024

    • Author(s)
      日髙由貴, 遠藤 健太郎, 関矢 一郎
    • Organizer
      第36回日本軟骨代謝学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 滑膜由来間葉系幹細胞を用いた治療開発の現状と今後の展望2024

    • Author(s)
      遠藤健太郎、片野尚子、水野満、大関信武、関矢一郎
    • Organizer
      第23回日本再生医療学会総会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Single-cell RNA sequencingによるヒト滑膜・脂肪間葉系幹細胞のサブセット解析2024

    • Author(s)
      遠藤 健太郎, 日髙由貴, 関矢 一郎
    • Organizer
      第23回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ラット半月板自然修復過程における細胞老化の役割の検討2024

    • Author(s)
      四十物佑介, 遠藤 健太郎, 関矢 一郎
    • Organizer
      第23回日本再生医療学会総会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 急性期炎症膝においてマクロファージが滑膜間葉系幹細胞の数および機能に与える影響2024

    • Author(s)
      児玉隼人, 遠藤 健太郎, 関矢 一郎
    • Organizer
      第23回日本再生医療学会総会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 老化軟骨・半月板細胞を標的とした変形性膝関節症治療薬の開発2023

    • Author(s)
      遠藤 健太郎, 関矢 一郎
    • Organizer
      第13回Orthopedic Research Club
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 滑膜間葉系幹細胞は脂肪間葉系幹細胞よりも変形性膝関節症モデルへ注射後に高いPRG4 発現を示す2023

    • Author(s)
      松多 誠也、遠藤 健太郎、大関 信武、水野 満、片野 尚子、古賀 英之、関矢 一郎
    • Organizer
      第38回日本整形外科基礎学術集会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ラット半月板自然修復過程における老化細胞およびリプログラミング因子の評価2023

    • Author(s)
      四十物 佑介、遠藤 健太郎、大関 信武、水野 満、片野 尚子、古賀 英之、関矢 一郎
    • Organizer
      第38回日本整形外科基礎学術集会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞移植による半月板温存治療2023

    • Author(s)
      関矢 一郎、古賀 英之、片野 尚子、水野 満、遠藤 健太郎、大関 信武、吉井 俊貴
    • Organizer
      第38回日本整形外科基礎学術集会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ラット変形性膝関節症モデルにおける関節液中間葉系幹細胞の数・質的変化の解析2023

    • Author(s)
      古岡 秀人, 遠藤 健太郎, 関矢 一郎
    • Organizer
      第35回日本軟骨代謝学会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ラット変形性膝関節症モデルへ投与後のヒト滑膜・脂肪由来間葉系幹細胞の液性因子発現の比較2023

    • Author(s)
      松多 誠也, 遠藤 健太郎, 大関 信武, 水野 満, 片野 尚子, 関矢 一郎
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 老化細胞除去による、質の高い滑膜間葉系幹細胞の作製2022

    • Author(s)
      三浦 雄悟, 遠藤 健太郎, 大関 信武, 片野 尚子, 古賀 英之, 大川 淳, 関矢一郎
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 酸化ストレスと炎症ストレスが軟骨細胞の老化に与える影響の比較2022

    • Author(s)
      八木 美咲, 遠藤 健太郎, 小森 啓一郎, 大関 信武, 水野 満, 片野 尚子, 古賀 英之, 大川 淳, 関矢 一郎
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 膝蓋下脂肪体由来の脱分化脂肪細胞と間葉系幹細胞の特性の比較2022

    • Author(s)
      藤井 俊一, 遠藤 健太郎, 小森 啓一郎, 大関 信武, 水野 満, 片野 尚子, 古賀 英之, 大川 淳, 関矢 一郎
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 滑膜間葉系幹細胞の損傷軟骨への接着におけるmicrospikesの役割の検討2022

    • Author(s)
      谷本 貴大, 遠藤 健太郎, 大関 信武, 水野 満, 片野 尚, 古賀 英之, 大川 淳, 関矢 一郎
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      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ラット変形性膝関節症モデルへ投与後のヒト滑膜・脂肪由来間葉系幹細胞の液性因子関連遺伝子発現の比較2022

    • Author(s)
      松多 誠也, 遠藤 健太郎, 大関 信武, 水野 満, 片野 尚子, 古賀 英之, 大川 淳, 関矢 一郎
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      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
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  • [Presentation] ラット変形性膝関節症モデルにおける関節液中間葉系幹細胞の数・質的変化の解析2022

    • Author(s)
      古岡 秀人, 遠藤 健太郎, 大関 信武, 片野 尚子, 古賀 英之, 大川 淳, 関矢 一郎
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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