Basic research for the development of osteoarthritis treatment targeting Prg4

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K09641
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Yano Fumiko 東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (80529040)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 寧 東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (50570016) ; 谷口 優樹 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (80722165)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ルブリシン / Prg4 / 変形性関節症

Outline of Final Research Achievements

In this research, we focused on the Prg4 expression in the joint formation and the mechanism of osteoarthritis progression, and investigated the contributing of Prg4 for joint homeostasis using in vitro/in vivo analysis. Prg4 expressing cells are not involved in the cartilage matrix in the period of joint formation. However, Prg4 expressing cells may serve as a progenitor population for all cartilage layer and subchondral bone. Also, Prg4 expressing cells would be characterized as progenitor cells and anti-inflammation effects. Lubricin encoded by the proteoglycan 4 (Prg4) gene contributes to homeostasis of articular cartilage by suppressing differentiation of SFZ (Superficial Zone) cells, and the nuclear factor-kappa B-Mmp9-TGF-βpathway.

Free Research Field

骨・軟骨代謝学、関節学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

関節軟骨組織の最表層(Superficial Zone; SFZ)の破綻がOA発症のトリガーであること、SFZ細胞はルブリシン(Prg4）など潤滑成分を多く分泌して関節の滑動性を担保し、その深層の関節軟骨全体を保護する作用があることなどが明らかとなってきた。本研究において、Prg４陽性細胞の関節形成期の役割やPrg4発現を促進するメカニズムが明らかとなり、また、軟骨分化関連するシグナルとの関係をいくつか解明することができた。Prg4発現を維持できるようなシグナル化合物、タンパクを投与することは、OA予防や初期OA発症段階における治療候補薬となる可能性がある。