2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K06270
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| Research Institution | Aichi Gakuin University |
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Principal Investigator |
遠藤 哲也 愛知学院大学, 教養部, 准教授 (90399816)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 再生 / 関節 / 四肢 / 関節軟骨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1年目となる本年は、関節軟骨の成熟・維持について調べるために、以下の実験を行った。まず本研究のために開発した実験系「Hemiarticular resection (HR) モデル」を行い、マウス新生児後肢の指骨第2関節(近位指節間関節)において、第1指骨(末節骨[P1])の骨端をきれいに残し、第2指骨(中節骨[P2])基部側半分だけを切除した。P1先端側骨端の関節軟骨の状態を、関節軟骨において層状に発現するProteoglycan 4(PRG4)とType II collagen(Col2)の免疫染色を行い、正常関節と比較した。その結果、HR実験を行ったP1の骨端では、関節軟骨の成熟が遅れていることが示唆された。一方で対照実験として、P2骨にナイフで切れ目を入れるものの、基部半分のP2骨を取り除かない擬似手術を行ったところ、P1骨端の関節軟骨は正常に成熟していた。これらの結果から、マウス新生児における指骨関節軟骨の成熟には、関節を構成する骨同士の相互作用が必要であることが示唆された。
次にHR実験を行って取り除いたP2骨の基部断片を、基部先端部を180度回転させて、元の場所に戻す実験を行った(Invert実験)。P2骨の切断端は骨折治癒の反応が起きることが予想され、新規の軟骨が形成されると思われる。断片を180度回転させたことで、新規軟骨と、P1先端部またはP2基部の関節軟骨とが接触する状況を作り出すことができる。この境界面において、関節様の構造が作られないかを調べた。その結果、組織学的には関節とは思えないものの、関節軟骨のマーカー分子(PRG4, Col2)が、少なくとも3週間に亘って境界部位で発現していることが分かった。この結果から、関節を再生できないはずのマウスにおいて、少なくとも分子レベルでは関節再生の反応が起きている可能性があると考えられた。
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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
本来、研究補助員を雇用し、免疫染色等の実験をサポートしてもらう予定であったが、こちらが希望している技術・条件に見合う人が見つからず、現時点では雇用できていない。しかし実験自体は当初の計画どおりに、実験を行った関節と正常関節との比較ができており、その違いが明らかになってきた。そのため、概ね順調に進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ここまでの解析結果から、HR実験を行った新生児の指関節では、関節軟骨の成熟が遅れている可能性が示唆されたため、成熟過程でこの近傍で発現している液性因子を調べる。そしてこの因子をHR手術後の関節に添加することで、成熟の遅れを回復できないか調べる。前述のInvert実験の結果から、関節軟骨だけでなく、骨折治癒過程で形成される軟骨塊からもこのような因子が産生されている可能性が出てきたため、このような因子を質量分析などの解析で特定することができないかの検討を始める。
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| Causes of Carryover |
研究計画当初は、研究補助員を雇用することを検討していたが、希望する技術・条件に見合う人材が見つかっていないため、雇用できていない。そのため本年度使用した額が、計画より少なくなった。この分は、次年度補助員を雇用する際に、勤務日数を増やすことに活用したい。
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