Pathophysiological study and image analysis of early-stage knee OA by focusing on osteochondrophytes

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03788
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: Okada Yasunori 順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任教授 (00115221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 晴香 順天堂大学, 医学部, 准教授 (50445516) ; 石島 旨章 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (70365576) ; デベガ スサーナ 順天堂大学, 医学部, 非常勤助教 (30623590) ; チレッキ メフメット・ゼイネル 順天堂大学, 医学部, 博士研究員 (10827538)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 変形性関節症 / 骨棘 / ヒアルロン酸 / HYBID / 関節軟骨破壊

Outline of Final Research Achievements

We examined pathophysiology of osteoarthritis (OA) and obtained the following data: 1) Cartilage part of osteophyte contained larger numbers of mesenchymal stem cells compared to OA cartilage and spheroid culture method for osteophytic and articular chondrocytes was established. 2) HYBID was efficiently up-regulated in OA synovial fibroblasts by IL-6 and involved in hyaluronan degradation in OA synovial fluid. 3) Knee OA models in HYBID knock-out mice indicated that HYBID plays a key role via hyaluronan degradation in OA progression. 4) ADAMTS4 is synergistically overexpressed in OA synovial fibroblasts by IL-1α, TNF-α and TGF-β, and the expression is completely inhibited by combined treatment with adalimumab and inhibitors for TAK1 or ALK5. 5) MRI analyses of the patients with anterior cruciate ligament rupture or healthy elderlies showed that medial meniscus extrusion, a risk factor of knee OA progression, is closely related to medial tibial osteophyte.

Free Research Field

病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

OAは運動器疾患の中でも最も頻度が高く、健康寿命延伸阻害の主因であるが、その進展機構や制御法に関する研究は遅れている。本研究で得られたHYBIDやADAMTS4に関するデータは、OA関節軟骨破壊早期に生じるヒアルロン酸－アグリカンネットワーク破壊の理解と制御にきわめて重要な情報を与えている。また、脛骨内側部の骨軟骨棘は内側半月板逸脱誘導を介してOA進展リスク因子となっており、本研究で骨軟骨棘をin vitroにおいて解析できる方法を開発したことは、OA進展制御に向けての今後の研究に重要な足掛かりになると期待される。