2018 Fiscal Year Annual Research Report
変形性関節症の治療標的を目指した軟骨細胞メカノトランスダクション機構の解明
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16H06263
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
小川 寛恭 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 特任助教 (70464104)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 変形性関節症 / 運動刺激 / 軟骨代謝 / カルシウムシグナル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、運動刺激は軟骨細胞において細胞外adenosineシグナル経路を介してMMP13の発現を制御していること明らかにした。我々の設定した培養条件下で軟骨細胞に運動刺激fluid flow shear stress(FFSS)を与えると開始３日後からMMP13の発現が上昇し、このMMP13の上昇は細胞外ATPシグナルによるものではなく細胞外ATPがその分解酵素によってadenosineに分解され、この細胞外adenosineがMMP13発現を促進していることを明らかにした。細胞外adenosine受容体であるA2B受容体はGタンパク質(Gq)結合受容体であることからPI3K/Ca++/Calmodulin/PKCシグナル経路を活性化すると推測される。
炎症性サイトカインも同様にカルシウムシグナル活性化を介してMMP13を発現する。そこで、運動刺激及びサイトカインによるMMP13発現上昇に共通したシグナル経路を明らかにするためにドラッグライブラリーを使用したハイスループットスクリーニングでサイトカイン誘発性MMP13発現を抑制する低分子化合物を同定した。この内サイトカイン誘発性MMP13の発現を80%以上抑制する化合物は、運動刺激FFSSによるMMP13発現の上昇も抑制した。つまり、サイトカイン誘発性MMP13と運動刺激によるMMP13発現上昇を引き起こすシグナル経路はクロストークしていることが示唆された。また、同定した化合物の採用機序から微小管関連タンパク質によるカルシウムシグナル活性化がMMP13発現上昇に関与していることが明らかにした。さらに、この微小管結合タンパク抑制作用を有する低分子化合物を外傷性変形性関節症マウスモデルに経口投与すると軟骨変性を抑制した。したがって、同定した低分子化合物は病態修飾性変形性関節症治療薬の候補になると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ATP分解酵素ecto-nucleotidase(CD39,CD73)ノックアウトマウスを用いた実験を行う予定であったが、他の研究グループから極めて類似した実験の結果が先に報告された。そこで、当初予定していたマウス実験は一旦休止とし、細胞実験でアデノシンシグナル、サイトカインシグナル、カルシウムシグナルのクロストークによるMMP13発現について詳細に進めることとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
運動刺激によるMMP13発現促進はカルシウムシグナルの活性化を介していることを明らかとしたので、運動刺激がどのようにカルシウムシグナル活性化を引き起こしているかを明らかとする。プール型CRISPRレンチウイルスライブラリーと時世代シーケンスを使用したゲノムワイドハイスループットスクリーニングを行いカルシウムシグナルの活性化経路、特に運動刺激受容体を明らかにする。また、カルシウムシグナルがMMP13発現の活性化を引き起こす転写メカニズムについても明らかとする。
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Research Products
(14 results)
