2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a novel therapy targeting the unfolded protein response in osteoarthritis
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17K11013
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
水田 博志 熊本大学, 病院, 非常勤診療医師 (60174025)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 隼 熊本大学, 医学部附属病院, 准教授 (40433007) [Withdrawn]
唐杉 樹 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (80706482)
岡元 信和 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (70600162)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 軟骨変性 / 変形性膝関節症 / 小胞体ストレス / 小胞体ストレス応答 / 4-PBA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は4-PBA投与が軟骨変性の進行に及ぼす影響をマウス膝OAモデルで解析した。モデル作製1週後より3週間、4-PBA（5mM、50μl）を週2回関節内に投与する4-PBA群、同様な方法でPBSを投与するPBS群に分け、モデル作製8週と12週後に各群7匹を屠殺し、膝関節骨軟骨組織を採取した。
HE染色とサフラニン-O染色標本でmodifed Mankin scoreを算出し軟骨変性を評価した結果、8週（4-PBA：4.6/PBS：4.7）、12週（4-PBA：6.6/PBS：6.3）ともに両群間で差を認めず、4-PBAによる軟骨変性の抑制は示されなかった。免疫染色で評価した軟骨細胞機能は、Ⅱ型コラーゲン（H-score）（8週：88.3/92.0、12週：94.7/75.9）、アグリカン（H-score）（8週：34.6/25.7、12週：16.7/34.7）、MMP13（陽性細胞率）(8週：37.8/43.7、12週：37.3/35.9)、ADAMTS5（陽性細胞率）(8週：36.6/33.8、 12週：37.0/37.5)と、同化系、異化系ともに有意差を認めなかった。
小胞体ストレス応答（いずれも陽性細胞率）については、p-eIF2α（8週：40.2/40.0、12週：36.3/43.2）、CHOP（8週：42.8/46.0、12週：43.0/49.6）、XBP1s（8週：37.2/49.1、12週：40.0/45.5）およびGRP78（8週：44.1/58.6、12週：40.7/51.7）と、4-PBA投与で改善傾向がみられたものの、有意差は認めなかった。アポトーシス（TUNEL染色陽性細胞率）の発生についても、4-PBA群とPBS群で差を認めなかった（8週：20.7/18.3、12週：25.3/20.4）。
次にSalubrinalおよびQuercetinの軟骨細胞の基質産生に及ぼす影響を培養系で解析した。ATDC5細胞培養系にInsulin 20μg/mlとSalubrinalを同時に投与した結果、Salubrinalは2週後のproteoglycanの産生を濃度依存的に増加させた。またマウス単離軟骨細胞系に小胞体に異常蛋白を蓄積させるPERK inhibitor 2μMと同時にQuercetin 100μMを添加したところ、培地中に分泌されたII型コラーゲンは1.7倍増加した。
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