2021 Fiscal Year Research-status Report
新規軟骨老化促進因子CCN3の加齢に伴った発現誘導と細胞周期停止機構の解明
| Project/Area Number |
21K09815
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
服部 高子 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (00228488)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保田 聡 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90221936)
西田 崇 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (30322233)
高江洲 かずみ (河田かずみ) 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (10457228)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | CCN family member 3 / 加齢 / 老化 / SASP / 細胞周期停止因子 / p21プロモータ活性 / 変形性関節症 / CCN3tgマウス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
１．胎生期から出生後37週（8.6ヶ月齢）までの様々な時期のマウス肋軟骨組織から初代培養軟骨細胞を単離し、遺伝子発現の変化を調べると、CCN family member 3 (CCN3) mRNAとともに細胞周期停止因子p21, p53、senescence-associated secretory phenotype (SASP)因子であるIL-6, IL-8 mRNAの発現レベルと軟骨細胞採取時のマウスの加齢状態との間に強い正の相関があることがわかった。また、CCN3抗体を用いた1ヶ月から7ヶ月齢のマウス膝関節の免疫染色でも、加齢とともに強い染色性が観察された。２．ヒト患者由来初代培養軟骨細胞、ラット培養軟骨細胞株RCSに酸化ストレスとしてH2O2を添加し、人工的に誘発した老化軟骨細胞においてCCN3 mRNAの有意な発現上昇とともに、p21,p53の発現上昇、肥大軟骨マーカーである10型コラーゲン、マトリックスメタロプロテナーゼ13、アグリカン分解酵素ADAMTS5 mRNAの発現誘導が認められ、CCN3、P53の誘導は蛋白レベルでも確かめられた。この時、senescence-associated (SA)-β galactosidaseの活性化も確認された。３．RCS細胞にCCN3を発現ベクターの導入により過剰発現させるとp21プロモータ活性が上昇した。４．２週齢マウス膝関節より単離された初代培養軟骨細胞およびRCS細胞に組換えCCN3蛋白を添加するとp21, p53 mRNAが誘導された。これらのことからCCN3の発現上昇によっても細胞周期停止因子の誘導による老化が誘発されることが明らかとなった。５．軟骨組織特異的にCCN3を発現するトランスジェニックマウスの関節軟骨では、早期に関節変性が誘導され、このマウスの肋軟骨組織から単離した初代培養軟骨細胞では細胞周期停止因子群、SASP因子群の発現が上昇していた。６．ヒト患者由来関節組織から単離した初代培養軟骨細胞においてCCN3, p21,p53 mRNAの発現レベルと年齢との間に強い正の相関が観察された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
理由）老化軟骨細胞におけるCCN3の発現誘導に加え、CCN3の過剰発現による軟骨細胞老化現象を明らかにした本実績はすでに国際科学雑誌に投稿し、掲載された。今年度はさらに若年より老年期の初代培養関節軟骨から得たRNAを用いてRNA-seqを行い、様々な因子の発現変動をすでに検出しており、遺伝子発現の変動と老化との関連、CCN3発現変動との関連について現在さらに解析中である。また、当初予定はしていなかったが、体の関節によって変形性股関節症の病態が異なることから、変形性股関節症を用いてその発症機構についても解明中である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
老化軟骨細胞におけるCCN3の発現を上昇させる因子の検索として、高齢および若年ヒトから得られた軟骨細胞からRNAを抽出しRNA-Seq解析に よりCCN3の発現を上昇させると期待される因子の同定を行う。標的としては、転写調節因子のみでなく、エピジェネティックな遺伝子発現制御 を行う因子を含める。
CCN3による新たな軟骨細胞老化経路の解明として、CCN3発現が直接影響を及ぼす分子あるいは経路の特定我々が既に作製している軟骨組織特異的CCN3過剰発現マウスの軟骨細胞より採取したRN Aを用いたマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を行う。
これらの因子の遺伝子改変マウスをCRISPR-Cas9システムを用いて作製し、表現型を解析する。
|
| Causes of Carryover |
令和３年度に繰越金が発生したが、令和４年度にRNA-Seqなどの解析費を計上する計画があり、そちらに充当するため。
|
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Circadian production of melatonin in cartilage modifies rhythmic gene expression.2021
Author(s)
Fu Shanqi, Kuwahara Miho, Uchida Yoko, Kondo Sei, Nishida Takashi, Ikegame Mika, Maruyama Yusuke, Hattori Atsuhiko, Takagaki Asami, Shimomura Yuji, Hayashi Daichi, Kubota Satoshi, Hattori Takako
Organizer
第56回ARCOCSセミナー、岡山大学
Invited
-
[Presentation] Circadian production of melatonin in cartilage modifies rhythmic gene expression and metabolism2021
Author(s)
Fu Shanqi, Kuwahara Miho, Uchida Yoko, Kondo Sei, Nishida Takashi, Ikegame Mika, Maruyama Yusuke, Hattori Atsuhiko, Takagaki Asami, Shimomura Yuji, Hayashi Daichi, Kubota Satoshi, Hattori Takako
Organizer
第42回岡山歯学会・学術集会、岡山歯学会奨励論文賞受賞講演.
Invited
-
-
-
-
-
[Presentation] Circadian production of melatonin and its receptors influence metabolism and rhythmic gene expression in chondrocytes.2021
Author(s)
Shanqi Fu, 桑原実穂, 内田瑶子, 近藤星, 池亀美華, 丸山雄介, 服部淳彦, 林大智, 下村侑司, 高垣安紗美, 西田崇, 久保田聡，服部高子
Organizer
第62回 日本生化学会 中国・四国支部例会
-
-
-
-
[Presentation] メトホルミンのUCA1誘導および軟骨細胞分化促進作用.2021
Author(s)
近藤星, 服部高子, 桑原実穂, Fu Shanqi, 西田崇, 吉岡洋祐, 森谷徳文, 飯田征二, 滝川正春, 久保田聡
Organizer
第94回日本生化学会大会, 横浜（Web開催）
-
-
-
[Presentation] メトホルミンの軟骨細胞におけるUCA1誘導をともなった分化促進作用.2021
Author(s)
近藤星, 服部高子, 桑原実穂, Fu Shanqi, 西田崇, 吉岡洋祐, 森谷徳文, 飯田征二, 滝川正春, 久保田聡
Organizer
第44回日本分子生物学会年会, 横浜（ハイブリッド開催）
-
