Elucidate the molecular mechanism of pain suppression and cartilage protection by mesenchymal stem cells in a rabbit arthritis model

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09513
• Research Institution: Kanazawa Medical University
• Principal Investigator: 市堰 徹 金沢医科大学, 医学部, 教授 (30307631)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 島崎 都 金沢医科大学, 医学部, 講師 (00440511) ; 上田 善道 金沢医科大学, 医学部, 教授 (50271375)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 変形性関節症 / モノヨード酢酸 / 関節炎モデル / 軟骨損傷 / 骨髄間葉系幹細胞 / RNA sequencing / Homing

Outline of Annual Research Achievements

本実験では、軟骨損傷が全廃ではなく軟骨下骨まで損傷が及んでいないモデルが適切である。まずウサギにおけるモノヨード酢酸（MIA）誘発関節炎モデルの本実験に最適な程度の軟骨損傷および関節症を生じるモデルを確立するために、MIAの関節内への投与量および投与後期間を検討した。MIA投与量を0.2ｍｇ、0.5ｍｇ、1.0ｍｇ、2.0ｍｇ、4.0ｍｇを各々ウサギ関節内に投与を行った。観察期間としては各々の投与量において投与後14日、28日、46日、56日を設定し、以下の結果を得た。4.0ｍｇ投与での28日以上の経過では軟骨は全欠損であった。0.2ｍｇでは逆に軟骨損傷程度が軽度であった。したがって、本実験で使用するモデルとして1.0ｍｇ投与、2.0ｍｇ投与モデルが適切であるという結果となり、本モデルへのMSC関節内投与モデルから疼痛抑制効果があることが炎症因子の抑制から判断できた。また、本モデルへのMSC経静脈的投与では損傷した軟骨にMSCがHomingしていることが確認できた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

モノヨード酢酸による軟骨損傷関節炎モデルにおいて軟骨下骨を保ちながら軟骨が全廃の状態にならないような軟骨損傷の程度のモデル確立するために実験薬剤の投与量と観察期間の設定に時間を要したため。

Strategy for Future Research Activity

モノヨード酢酸（MIA）による軟骨損傷関節炎モデルの関節内へのMIA投与量および経過時期などの設定が可能となった。
また、MSCの関節内投与に関してはモデルとして確立できた。この両者について関節軟骨部からｍRNAの抽出までは行っていることから、今後は、経静脈的投与モデルの実験群を増やしていく。
そのうえで、MIA誘発関節炎モデル、MIA誘発関節炎モデルへのMSC関節内投与モデル、MIA投与関節炎モデルへのMSC経静脈的投与モデルにおいて、RNA sequencingおよび遺伝子パスウェイ解析結果をもとに変動する遺伝子群を選別していく。