2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K09634
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
藤田 順之 藤田医科大学, 医学部, 教授 (30348685)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀内 圭輔 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 整形外科学, 准教授 (30327564)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 椎間板 / ヒアルロン酸 / 変性 / 炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒアルロン酸は、細胞外マトリックスを構成する主要成分であり、創薬の標的としても認識されている。しかし、椎間板変性に対するHAの効果とその代謝についてはいまだ解明されていない。本研究の目的は椎間板の炎症に対するHAの効果を評価することと、椎間板のHA分解に関与する分子を同定することであった。
U-CH1-Nとヒト椎間板細胞において、TNF-α刺激によって、TNF-α自体とCOX-2のmRNAおよびタンパクレベルで発現が有意に上昇したが、HAを添加することによって、その発現上昇は有意に抑制された。一方、ヒアルロニダーゼの添加により、TNF-αとCOX-2のmRNAおよびタンパク発現が有意に上昇した。U-CH1-Nにおいて、ヒアルロニダーゼ添加によりp38、Erk1/2、p65のリン酸化が認められ、またTNF-α刺激によるp38、Erk1/2のリン酸化は、HA添加により抑制された。次に、ヒト変性椎間板におけるヒアルロン酸分解酵素（HYAL1、HYAL2、CEMIP）の発現推移につき、免疫染色によって検討した。術中に採取した変性椎間板組織を用い、変性の程度は術前画像検査に基づくPfirrmann分類で評価した。いずれのヒアルロン酸分解酵素も椎間板変性の進行に伴って発現が増加し、特にHYAL1において、その発現量に有意差を認めた。In vitroにおいても、U-CH1-Nとヒト椎間板細胞にTNF-α刺激を加えると、HYAL1とCEMIPのmRNAおよびタンパク発現が有意に上昇することを確認した。
本研究結果より、ヒアルロン酸がp38とErk1/2経路を制御することで、椎間板の炎症を抑制する可能性が示された。更に、HYAL1の発現が椎間板変性の進行と相関していることも示された。以上より、HYAL1がHA代謝を介して、椎間板変性の治療標的分子となる可能性が示唆された。
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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
英文論文を予定通り発表することが出来たため
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| Strategy for Future Research Activity |
今回の研究結果によって、ヒアルロン酸を維持することが椎間板変性を抑制することを改めて判明した。更に、ヒアルロン酸分解酵素の一つであるHYAL1が椎間板内のヒアルロン酸分解を制御していることが示唆され、椎間板変性抑制の為にはHYAL1の発現制御が重要であることが予想される。今後、椎間板変性モデルなどを用いてin vivoでHYAL1の機能を検討していきたいと考える。具体的にはHYAL1ノックアウトマウスに椎間板変性を加え、コントロール群との比較を行う予定である。比較方法としてはMRIによる画像評価、組織評価、変性マーカーの発現を免疫染色、western blot、real-time RT-PCRにより評価する予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナの影響で試薬の入荷が遅れているため
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