サイクリックAMPが関節軟骨細胞分化に与える影響とその機序解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09630
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 間中 智哉 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 病院講師 (50382122)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大田 陽一 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (50633484)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 関節軟骨 / 永久軟骨細胞 / サイクリックAMP

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、サイクリックAMP(cAMP)が、関節軟骨、特に表層に存在する永久軟骨細胞に与える影響とその機序を解明することである。関節軟骨の変性が主な病態である変形性関節症の患者数は、超高齢社会を迎えて急速に増加している。これら運動器疾患の進行予防は、健康寿命延伸に直結する。
これまで、EP2受容体選択的アゴニストによる軟骨欠損修復作用やPTH(1-34)の関節内投与による軟骨変性抑制効果の報告がされてきたが、これらの薬剤には細胞内cAMP濃度を上昇させるという共通の作用がある。そこで、本研究では永久軟骨細胞に対するcAMPシグナルの効果に着目し、cAMPの関節軟骨表層に存在する永久軟骨細胞に対する作用機序に焦点をあて研究を遂行する。
生後3-5日のマウス骨端部の軟骨細胞を単離、培養した。それら表層軟骨細胞に、アデニル酸シクラーゼ活性作用により細胞内cAMP濃度を上昇させる効果のあるforskolinを添加した。RNAを経時的に回収し関節マーカーとしてLubricin/PRG-4及びPTHrPの発現量を、また、軟骨細胞分化マーカーとしてTypeⅩコラーゲンの発現量を Real time RT-PCR法を用いて評価を行った。forskolin:25μM投与にてLubricin/PRG-4及びPTHrPの発現量は非投与群と比較して有意に上昇し、TypeⅩコラーゲンに関しては非投与群と比較して有意に減少した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度に引き続き、本年度ではアデニル酸シクラーゼ活性作用により細胞内cAMP濃度を上昇させる効果のあるforskolinを用いて表層軟骨細胞に対する効果を至適濃度の検索を含め行った。それら培養条件や本実験におけるforskolinの至適濃度等の検索に時間を要したため当初の予定よりやや遅れていると考えている。

Strategy for Future Research Activity

本年度で得られた結果を基に、分離培養した表層軟骨細胞にforskolin:25μMを7日間添加した後細胞を回収し、Type1コラーゲンゲル中に細胞を均一に撹拌させ、ヌードマウスの皮下に細胞移植を行う。コントロールとして、非添加群の表層軟骨細胞を同数細胞移植し、形成されたペレットを組織学的に比較することをすすめている。また、それらペレット組織からのRNAを回収し、各関節マーカー、及び軟骨分化マーカーを比較していく予定である。