2020 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 – 2022-03-31
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| Keywords | 再生 / 関節 / 四肢 / 関節軟骨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、マウスが関節再生能力を内在的に持つか否かを、実験的に明らかにすることにある。生後1日目のマウス新生児において第2指骨(中節骨[P2])の基部側半分を切り取り、基部先端部を180度回転させて元の場所に戻す実験(Invert実験)を中心に行った。Invert実験を行った指では、回転させたP2移植片の基部側関節軟骨と、回転させていないP2先端部片の切断末端が接する。これまでの成果によって、この境界面にある細胞群は、少なくとも術後3週間に亘ってProteoglycan 4(PRG4)とType II collagen(Col2)(正常関節軟骨において層状に発現する)を発現していることが分かっていたが、組織学的には関節軟骨様の形態には見えなかった。そこで観察期間を8週目まで延長したところ、境界部分の細胞の一部は関節軟骨細胞様の球状形態へ発達することが分かった。PRG4とCol2の発現様式も正常関節軟骨で見られる層状発現となっており、関節軟骨が異所的に形成されたと思われる結果となった。対照実験として行ったSham実験(P2骨にナイフで切れ目を入れるものの回転移植は行わない)では、このような異所的な軟骨細胞形成やマーカー発現は見られなかったため、骨の切断面と正常関節軟骨の相互作用によって、異所的な関節軟骨用構造が形成されたと思われる。これまでの結果や対照実験の結果を考慮すると、正常関節軟骨から何らかの誘導因子が放出され、その作用によって骨切断面において異所的な関節軟骨用構造が作られたのではないかと考えられる。現在、これらの現象が異なるageにおいても観察できるか、age依存性の解析を進めている。
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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
本研究は、①関節軟骨の異所的形成と②骨・腱/靱帯付着部(enthesis)の再生という2つの側面から関節再生能力を評価しようとするものである。これまでのところ①において大変意義のある結果が出ており、これについては本年度、Regenerative Engineering and Translational Medicine誌において成果を発表した。現在、①の異所的に形成された軟骨と②の腱/靭帯と骨の再接続を立体的に可視化することで、関節やenthesisの再生について、より説得力のあるデータとすることを試みている。全体としては良好な進捗状況であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
①関節軟骨の異所的形成については、その正常関節軟骨が放出していると考えられる誘導因子の探索へ向けて条件を絞るため、異所的形成能のage依存性がないかについて、現在解析が進行中である。これによって誘導因子探索に最適なageを決定し、因子探索実験へと移行する。②enthesis再生の有無については、層構造を識別するマーカー抗体が揃ったため、実際に層構造が再生しているかどうかを調べる。以上の研究について、これまでは組織切片を作成して観察してきたが、より説得力のあるデータとすることを目指して、三次元解析の共同研究を進行中である。現時点ではまだ予備実験の段階ではあるが、今後速やかに本研究においても三次元解析を導入していく。
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| Causes of Carryover |
本年度は急な新型コロナウイルス対策のため教育のエフォートが大幅に大きくなり、本研究のエフォートを低くせざるを得ない状況となった。また当初、新型コロナウイルスの性質がほとんど分からなかったため、飼育中の実験済み動物が全て観察期間を終えた時点で、一時的に新規の実験や動物飼育を全て停止したことから、実験を再開する際にも時間がかかることとなってしまった。このことから事業期間の1年延長を申請するに至った。
残った予算は、本来は本年度で終了する予定であった実験の動物・試薬の購入と成果発表に使用する予定である。
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