2019 Fiscal Year Research-status Report

Elucidation of collagen XII regulatory role in osteoarthritis

Research Project

Project/Area Number	18K09042
Research Institution	Okayama University of Science
Principal Investigator	伊豆弥生岡山理科大学, 獣医学部, 准教授 (90431949)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	12型コラーゲン / 変形性膝関節症 / 細胞外マトリクス / 前十字靭帯断裂 / ミオパチー型EDS
Outline of Annual Research Achievements	変形性関節症は、関節軟骨の変性を主徴とし、疼痛と関節の可動域が減少することで日常動作を低下させることから、超高齢社会において克服すべき喫緊の課題である。 12型コラーゲンは、運動器など力学的負荷が高い部位で発現が高く、ヒトの12型コラーゲン遺伝子変異では、関節の過伸展や拘縮、ならびに筋脆弱症をきたす。2017年、12型コラーゲン遺伝子変異は、ミオパチー型エーラスダンロス症候群として難治性疾患に区分された。我が国においても１例の罹患者が報告されている。これまでに12型コラーゲン欠損マウスを解析し、当該マウスでは、関節の拘縮と歩行異常を呈することを明らかにしてきた。しかしながら、関節制御における12型コラーゲンの役割は分かっていない。本研究は、関節における12型コラーゲンの機能を解明するものである。本年度の研究では、12型コラーゲン欠損マウスと野生型マウスの運動能力の測定と３Dm―CTによる関節の解析を行った。その結果、12型コラーゲン欠損マウスでは、運動能力が低く、膝蓋骨の脱臼が認められた。これまでの研究から、12型コラーゲン欠損マウスでは、関節軟骨には異常は認められたなかったが、前十字靭帯の自然断裂が起こること、また歩行異常が認められることが明らかになっている。本年度の研究成果と統合すると、12型コラーゲンは前十字靭帯および膝蓋靱帯を制御することで関節の安定性に寄与している可能性が示唆された。2020年度は関節制御における12型コラーゲンの分子メカニズムの解明を目指す。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年は、これまでに得られた研究成果を日本整形外科学会、日本骨代謝学会、American Society for Bone Mineral Researchにて発表を行った。また、2018年に計画していた回転ケージを用いた運動負荷実験を行い、12型コラーゲン欠損マウスで運動能力が低下していることを示すことができた。さらに、膝蓋骨が脱臼していることが明らかになり、前十字靭帯だけでなく、膝全体が不安定になっている可能性が示唆された。来年度は、膝関節における12型コラーゲンの分子メカニズムの解明を行うことを予定している。すでにCol12a1-floxマウスは繁殖・維持していることから、概ね計画通りに進んでいると言える。
Strategy for Future Research Activity	これまでに得られた知見を踏まえ、腱組織特異的に12型コラーゲンを欠失させたマウスを作成し、関節における12型コラーゲン機能の解明を目指す。