関節形態形成におけるメカニカルストレス応答機序の分子生物学的解析

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K10467
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 瀧上 伊織 岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (90610410)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 治彦 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60402830)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 骨・軟骨代謝学 / 関節軟骨 / メカニカルストレス

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、メカニカルストレス負荷と関節形態形成との関連を解明しようとするものである。われわれは、先天性股関節脱臼に着目し、その解析を目的としてラットの新生児の股関節、膝関節を伸展位で10日間固定する方法により、股関節脱臼モデルラットを作製した。肉眼所見、単純X線、CTにより、本ラットはヒトでみられる所見と同様に大腿骨頭の変形および寛骨臼の形成不全が認められることを確認した。
モデルラットの股関節組織を脱灰ののちにHE染色、サフラニンO-ファストグリーン染色を施行し、組織が学的にも脱臼モデルでは骨頭の変形および寛骨臼の形成不全がみられることを確認した。脱臼モデルではコントロールラットに比してY軟骨および寛骨臼軟骨では軟骨細胞の数が減少し、細胞の配列の規則性が失われていた。さらに、免疫組織染色にて関節軟骨のタイプIIコラーゲンの染色が低下していることが判明した。これらは先天性股関節脱臼によるメカニカルストレスがない状態が関節形態形成に強く影響していることを示している。
次にモデルラットとコントロールラットからY軟骨と寛骨臼軟骨を採取し次世代シークエンサーを用いて遺伝子発現解析を行い、発現変動を認める遺伝子を同定した。
今後は得られた遺伝子発現プロファイリングの結果に基づき、関節形成におけるメカニカルストレス応答遺伝子の機能をin vitro、in vivoで解析することを計画している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

股関節脱臼モデルラットの形態学的解析および組織学的、免疫組織学的解析も順調に進行している。遺伝子発現プロファイリングによりメカニカルストレス応答遺伝子の候補が同定されたため、今後機能解析へとすすめていく予定である。

Strategy for Future Research Activity

遺伝子発現プロファイリングによりメカニカルストレス応答遺伝子の候補が同定されたため、今後機能解析へとすすめていく予定である。