| Project/Area Number |
24K12304
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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 | Japanese Red Cross Aichi Medical Center Nagoya Daini Hospital (Clinical Research Promotion Center) |
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Principal Investigator |
小澤 悠人 日本赤十字社愛知医療センター名古屋第二病院(臨床研究推進センター), 整形外科学研究チーム, 医師 (20990873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大澤 郁介 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (40822812)
竹上 靖彦 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (50755345)
井戸 洋旭 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (90991042)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 大腿骨頭壊死 / 細胞老化 / 大腿骨頭壊死症 / 老化 |
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| Outline of Research at the Start |
特発性大腿骨頭壊死症 （ONFH）は、大腿骨頭内の虚血性変化と考えられているが、その病態の詳細は明らかではない。今回、申請者らはONFHの関連因子として「細胞老化」に着目し、また、再生医療の分野において注目されている間葉系幹細胞培養上清（MSC-CM）を用いて、骨組織の細胞老化の制御を行い、阻血性骨壊死モデルの発症制御することを目的とする。具体的にはヒト検体にてONFHと細胞老化の関連を示し、動物実験においてMSC-CMを投与し細胞老化制御によるONFHの病態制御の可能性を探る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨壊死の関連因子として「細胞老化」に着目し、また、再生医療の分野において注目されている間葉系幹細胞培養上清（MSC-CM）を用いて、骨組織の細胞老化の制御を行い、阻血性骨壊死の発症制御することを目的とする。動物実験において大腿骨顆部阻血性壊死モデルマウスにMSC-CMを投与し細胞老化制御によるONFHの病態制御の可能性を検討した。具体的には阻血手術を生後12週齢雄C57BL/6Jマウスの右膝に行い、手術後24時間に、投与直前に作成したヒトMSC より作成したMSC-CMまたはDMEMを尾静脈注射する。術後１週、2週、4週、6週で評価行う。Sham手術にたいしてDMEMを尾静脈注射した群をControl群として3群で比較をする。periositn陽性細胞におけるSA-βgalはMSC-CM投与群で抑制されている結果を得た。HE染色にて壊死細胞を表すEmpty lacunaeの評価を行う。MSC-CM投与を行うと、Empty lacunaeの早期の減少を認めた。
カルセイン2重染色にて、術後４Wの骨形成速度の上昇を認めた。骨端部を凍結破砕行いRNA抽出し定量的RT-PCR法で、細胞老化と細胞老化関連分泌形質（SASP）および骨形成・再生過程で発現する、もしくは関係が示唆されることが報告されている転写因子を解析する（p16ink4a, p19, p21, p53, RB, IL6, BMP2, RNAKL/OPG）。現時点では術後1、2、４週のデータでMSC-CM投与にて細胞廊下関連因子は低下し、IL-6、MMP-3も減少、骨形成因子は上昇し、骨吸収が抑制されている。これらにより、骨壊死からの早期回復が起こっている可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたHE染色による組織学的評価、RT-PCRによる分子学的評価についても順調に行えている。また研究結果に関しても我々が仮説していたMSC-CM投与に伴う細胞老化防止による骨壊死部の骨再生能を認めており、研究経過は概ね順調と考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現状の成果に加えて、分子レベルでの評価を取り入れることで、壊死組織の再生メカニズムの解明をさらに深めることを目指している。また、マウスモデルに加えて、より大動物であるラットを用いた大腿骨壊死モデルの構築も検討している。現在のモデルは大腿骨顆部における外傷性壊死モデルであるが、今後は、ステロイドの筋肉内投与によるステロイド性壊死モデルや、大腿骨頭周囲の血流遮断による大腿骨頭壊死モデルをラットで作成することで、より臨床病態に近いモデルを用いた研究の展開を視野に入れている。
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