CRISPR/Cas9 library screening for genes involved in the osteoarthritis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K18002
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: hisanaga satoshi 熊本大学, 病院, 特任助教 (30827308)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 変形性膝関節症 / 小胞体ストレス / 分子シャペロン

Outline of Final Research Achievements

It is unknown what mechanism causes chondrocyte homeostasis to occur during the process of knee osteoarthritis, resulting in excessive endoplasmic reticulum stress. In this study, we established a chondrocyte cell line that senses endoplasmic reticulum stress, and then analyzed the gene using the CRISPR library, and confirmed its association with the molecular chaperone. The expression of molecular chaperon is increased in the articular cartilage of patients with knee osteoarthritis and disease model rats, and by administering chemically synthesized chaperon to chondrocytes collected from patients with knee osteoarthritis, the secretion of extracellular matrix was increased.

Free Research Field

整形外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

変形性関節症は関節軟骨の変性を主座とする疾患であり、関節痛、関節腫脹や運動機能の低下の要因となる。治療としては対症療法としてのNSAIDsの内服、ヒアルロン酸やステロイドの関節内注射や理学療法などの保存的療法、人工関節置換術や骨切り術などの手術療法があげられる。しかしながら軟骨の変性を抑制するような根治的治療は存在せず、治療法の開発のためには軟骨変性の病的解明が必要である。本研究にてシャペロンの投与により、変形性関節症の進行が抑制される可能性が新たに示され、引き続き疾患モデルラットを用いた検討を行う予定である。