老化細胞と組織線維化を標的とした腱変性および腱損傷の新規治療の探索

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K17999
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 生田 祥也 広島大学, 病院(医), 助教 (50856086)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 腱 / 細胞老化 / 線維化 / 変性 / 修復

Outline of Annual Research Achievements

臨床において再断裂はアキレス腱断裂治療での最大の問題点であり、腱損傷後の修復過程における過度の瘢痕組織形成による修復、腱の剛性増加と力学的な強度の低下が一因となる。近年では老化細胞が分泌する炎症性サイトカインや増殖因子が周囲細胞の老化を誘発し、組織の線維化を誘導することが指摘されている。また腱の退行性変化「変性」はアキレス腱断裂の主因であるが、腱組織における細胞老化と変性、線維化の関連は明らかでない。本研究では、線維化・瘢痕形成や異所性骨化を標的とした腱損傷治療の確立に向けて、腱での細胞老化と組織線維化に関する分子機構の解明を目指している。老化促進マウス（SAM）およびC57BL6/Jマウスの自然加齢におけるアキレス腱の経時的な解析、腱組織特異的な遺伝子改変マウスにおけるアキレス腱組織の表現型、これらマウスの腱損傷モデルを作製し形態組織学的評価、腱靭帯関連遺伝子やmicroRNAの発現解析、歩行動作のビデオ解析による機能的評価を行なっている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

腱組織特異的な遺伝子改変マウスを用いて腱組織の表現型および腱損傷モデルによる形態組織学的評価、腱靭帯関連遺伝子やmicroRNAの発現解析、歩行動作のビデオ解析による機能的評価を行なった結果、対照マウスと比較して遺伝子改変マウスにおける腱の形態組織学的な変化や歩行時の足関節可動域の変化が観察された。そして、遺伝子改変マウスのアキレス腱において発現変化の大きい遺伝子やmicroRNAを同定した。さらに腱損傷モデルにおいては、瘢痕形成や異所性骨化が促進されていた。

Strategy for Future Research Activity

前年度までの結果に基づき、薬剤投与によるマウス腱損傷モデルの修復効果（形態組織学的評価、遺伝子発現解析、機能的評価など）を解析する。使用する薬剤は、腱修復過程での過度の瘢痕形成や骨化（石灰化）シグナルを標的とした薬剤を選択した。さらに同定した腱修復に重要と推察されるmicroRNAの発現に、これらの薬剤が与える影響についても解析を実施する。単離した腱由来線維芽細胞に上記の薬剤を添加して細胞内の腱関連遺伝子の発現や老化、線維化マーカーの遺伝子発現を確認する予定である。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染拡大により、学会の開催形式がオンライン開催となったため、現地での学会参加に係る交通費等の使用がなく次年度使用額が生じており、次年度の学会参加のため使用する予定である。