2022 Fiscal Year Research-status Report
Expression and functional analysis of hyaluronan-degrading molecule HYBID and its role in tissue destruction and repair
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22K07029
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
岡田 保典 順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任教授 (00115221)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
根岸 貴子 (古賀貴子) 順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任准教授 (90451905)
望月 早月 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 外科学, 助教 (80365428)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 変形性関節症 / ヒアルロン酸分解 / HYBID / TMEM2 / IL-6 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒアルロン酸（HA）は全身臓器に普遍的に存在して組織の恒常性維持に働く重要な細胞外マトリックス成分である。我々は新規のHA分解酵素HYBID（Hyaluronan-binding protein involved in hyaluronan depolymerization）を見い出したが（Proc Natl Acad Sci USA 110:5612-5617, 2013）、その後HYBIDと約50%のホモロジーを有するTMEM2（Transmembrane protein 2）が報告された。本年度の研究では、変形性膝関節症（膝OA）の関節軟骨におけるHYBIDとTMEM2の絶対的mRNAコピー数を調べ、HYBIDはOA関節軟骨で正常関節軟骨より7.1倍、OA関節軟骨でのTMEM2より2.4倍高く発現するのに対し、TMEM2発現レベルはOAと正常軟骨組織間で有意な差がないことを示すとともに、同様なデータを免疫染色で証明した。培養OA関節軟骨細胞でのHA分解活性はsiRNAでHYBIDをノックダウンした際にのみ消失し、濃度依存的にIL-6刺激でHYBID発現は亢進した。また、HYBID発現はTNF-α刺激でも軽度発現亢進し、IL-6とTNF-αの共刺激で相加的に発現亢進した。IL-1α刺激ではsoluble IL-6 receptor（sIL-6R）の産生亢進を伴わないため、IL-1α + sIL-6R刺激で発現亢進を認めた。一方、TMEM2発現はIL-6を含めた10種類の炎症性メディエータで全く発現亢進せず、恒常的に発現することが証明された。以上のデータより、TMEM2とは対照的に、HYBIDは明らかなHA分解活性を有し、IL-6などの炎症性サイトカインで発現亢進したHYBIDはOA関節軟骨組織におけるHA分解に中心的な役割を果たすことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
HYBIDとTMEM2に関して、膝OA関節軟骨細胞でのHA分解活性、OA関節軟骨組織での発現状況、炎症性サイトカインによる発現調節機構を本年度の研究で明らかにすることができた。これらのデータから、HYBIDとTMEM2は極めて異なる分子であり、OA関節軟骨組織ではHYBIDがHA分解に中心的な役割を演じることが実証された。現在、ヒト消化器癌組織におけるHYBIDとTMEM2の発現レベルやHA分解作用に関して研究を進めており、腫瘍浸潤先端部におけるHA分解と浸潤におけるHYBIDとTMEM2の役割が明らかにできると考えている。また、HYBID ノックアウトマウスと野生型マウスの大腿骨中央部に横断骨折を作製し、骨折治癒過程をマイクロCTと骨組織切片で検討し、HYBIDが骨折治癒を促進あるいは抑制するかを検討中であり、HYBIDノックアウトマウスでは骨折治癒が遅延するとの予備データを得ている。以上のように、HYBIDの病的組織での発現調節機構やHA分解を介した作用が明らかになりつつあり、本研究の進捗状況は順調と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト消化器癌組織におけるHYBIDとTMEM2の発現レベルやHA分解作用に関して継続的に研究し、HA分解による癌細胞の浸潤におけるHYBIDとTMEM2の役割を明らかにする予定である。また、HYBID ノックアウトマウスと野生型マウスの大腿骨横断骨折治癒モデルでは、HYBIDがどのようなメカニズムで骨折治癒に関与するかに関して引き続き検討し、HYBIDの骨折治癒における役割を明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由としては、以下の2点があげられる。第１点目は、当該年度の実験で使用したsiRNA、抗体、サイトカインなどの試薬の一部が、以前の実験でストックされていた試薬を用いることができたため、新たな購入が必要でなくなった点である。また、第2点目としては、コロナ禍により多くの学会がWeb会議となり、旅費への出費が減少したことが挙げられる。2023年度には、HYBIDノックアウトマウスと野生型マウスを用いた骨折治癒モデル実験においては、動物飼育費やマウスに特化した試薬が必要であり、これらの購入に充てる予定である。また、ヒト消化器癌組織でのHYBIDとTMEM2の作用解析実験に必要な試薬、培養液、抗体なども新たに購入を予定している。
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[Journal Article] Medial meniscus extrusion is directly correlated with medial tibial osteophyte in patients received reconstruction surgery for anterior cruciate ligament injury: A longitudinal study.2022
Author(s)
Hada S., Kaneko H., Liu L., Aoki T., Takamura T., Kinoshita M., Arita H., Shiozawa J., Negishi Y., Momoeda M., Kubota M., Aoki S., Okada Y. and Ishijima M.
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Journal Title
Osteoarthr Cartil Open
Volume: 4
Pages: 100320
Peer Reviewed / Open Access
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