軟骨・半月細胞の機械的ストレスに応答する核酸修復・エネルギー代謝の解析と治療開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K11345
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: 油井 直子 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (20266696)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遊道 和雄 聖マリアンナ医科大学, 医学研究科, 教授 (60272928)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 変形性関節症 / 軟骨細胞 / 半月細胞 / 細胞エネルギー代謝

Outline of Annual Research Achievements

変形性関節症(OA)の発症に関与するメカニカルストレスに対して、軟骨細胞および半月板細胞がどのように応答するか、DNA損傷の影響と、それに対する防御因 子(DNA損傷修復酵素)の発現変動を、以下の点を中心に解析してきた
(1) メカニカルストレスに応答する軟骨・半月板細胞のDNA損傷修復酵素活性の変化
(2) メカニカルストレスに応答した軟骨・半月板細胞の細胞エネルギー代謝機構の変化 これにより、関節変性の機序を、メカニカルストレス応答としての「DNA損傷修復機構の変化」と「細胞エネルギー代謝(細胞呼吸鎖)調節因子・機構」を軟 骨細胞に加えて半月板細胞において詳解を進めていき、OAの病因・病態解析および予防・治療法開発研究の糸口を得たい。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでの基礎的研究を基盤として、メカニカルストレスに応答する軟骨・半月板細胞の「DNA修復酵素活性」と「エネルギー代謝調節機構」を詳解するため、 メカニカルストレスに応答する細胞の「DNA損傷」、「DNA修復酵素 (APEX2, Ogg1) 活性」、「細胞エネルギー代謝」の変化、ならびに「これらに影響する因 子」の分子機序を詳解できた。 また、軟骨細胞と半月板細胞の「DNA修復酵素活性」および「エネルギー代謝機構」の関連因子を解析し、メカニカルストレス応答の防御機構としての役割を、確立した実験系で検証中であり、計画どおり進捗した。

Strategy for Future Research Activity

メカニカルストレスに応答する軟骨・半月板細胞の「DNA修復酵素活性」と「エネルギー代謝調節機構」を解析するため、メカニカルストレスに応答する細胞の 「DNA損傷」、「DNA修復酵素 (APEX2, Ogg1) 活性」、「細胞エネルギー代謝」の変化、ならびに「これらに影響する因子」の分子機序を詳解し、軟骨細胞と半 月板細胞の「DNA修復酵素活性」および「エネルギー代謝機構」の関連因子を解析し、メカニカルストレス応答の防御機構としての役割を、確立した実験系で検証中である。
これらの成果を基に、実験的変形性関節症(OA)モデル(in vitro, in vivo動物モデル)で検証し、関節変性抑制法の開発に発展させる。

Causes of Carryover

基礎実験(in vitro培養細胞系)の実験条件の精査に予定よりも時間がかかってしまったため、当初本年度内に開始する計画の実験が、次年度に施行予定となったため、そのための実験用消耗品費が次年度使用額となった。