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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidate the mechanism of cartilage degeneration from synovial fluid exosomes and establish self-repair therapy by exercise

Research Project

Project/Area Number 22J23384
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionSaitama Prefectural University

Principal Investigator

高畠 啓  埼玉県立大学, 保健医療福祉学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2022-04-22 – 2025-03-31
Keywords変形性膝関節症 / メカニカルストレス / 実験動物モデル / 関節軟骨
Outline of Annual Research Achievements

今年度は,膝前十字靭帯を非侵襲的に破断させることで,メカニカルストレスによって引き起こされる変形性膝関節症を模倣した新たなマウスモデルを作成することに成功した.従来の膝前十字靭帯損傷モデルでは小動物用手術器具を用いて外科的に靭帯が切断されていたため,メカニカルストレス以外の発症要因が関節内に混在していた.しかし,本モデルでは大腿骨を徒手的に押し込むことで靭帯損傷を引き起こし,その過程で他関節内組織への損傷を限りなく抑えることができるため,変形性膝関節症患者の発症プロセスに近い新たな実験動物モデルを作成することに成功した.また,開発した新たなモデルを対象にマウス膝関節内の関節内組織である関節軟骨,滑膜を組織学的に解析したところ,メカニカルストレスに反応して関節軟骨を分解する因子であるMatrix Metalloproteinase (MMP-3)が滑膜より先に関節軟骨にて発現することが明らかとなった.また,変形性膝関節症初期から生じることで関節軟骨分解を誘発すると言われている滑膜炎は,メカニカルストレスによって引き起こされず,かつ軟骨分解を導く可能性が低いということが示唆された.以上の結果は,変形性膝関節症発症過程において,生体内におけるメカニカルストレスと関節軟骨の関係性を解き明かす基盤となる基礎的知見を示唆する大変興味深い成果であると考えられる.次年度以降は,上述した新たなマウスモデル用いて,関節軟骨を含めた関節内組織全体の動態変動から変形性膝関節症の早期検出を試みることで,軟骨変性を予防することのできる運動様式とその分子機構を明らかにしていく.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初から予定していた実験スケジュール通りの進捗状況であるため.

Strategy for Future Research Activity

今後の研究スケジュールとしては,本年度に確立した手法論を軸に,変形性膝関節症を模倣した実験動物モデルから関節軟骨変性が生じるより以前からの分子生物学的動態を捉えることで,変形性膝関節症の早期検出の基盤となる知見獲得を目指す.

  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Joint instability causes catabolic enzyme production in chondrocytes prior to synovial cells in novel non-invasive ACL ruptured mouse model2023

    • Author(s)
      Takahata K.、Arakawa K.、Enomoto S.、Usami Y.、Nogi K.、Saitou R.、Ozone K.、Takahashi H.、Yoneno M.、Kokubun T.
    • Journal Title

      Osteoarthritis and Cartilage

      Volume: 31 Pages: 576~587

    • DOI

      10.1016/j.joca.2022.12.004

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Longitudinal Changes of Synovial Fluid in OA Progression Induced by Mechanical Stress2023

    • Author(s)
      Takahata K, Arakawa K, Takahashi H, Yoneno M, Usami Y, Enomoto S, Kokubun T
    • Organizer
      Orthopaedic Research Society Annual Meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メカニカルストレスによる関節軟骨変性の発症に滑膜炎は寄与しない2022

    • Author(s)
      高畠啓, 荒川航平, 髙橋花奈, 米野萌恵, 宇佐美優奈, 榎本沙彩, 国分貴徳
    • Organizer
      第10回日本運動器理学療法学会学術大会
  • [Presentation] Analyzing mRNA expression of serum extracellular vesicles in knee osteoarthritis mouse model.2022

    • Author(s)
      高畠啓,泉尾直孝,荒川航平,国分貴徳
    • Organizer
      第9回日本細胞外小胞学会学術集会
  • [Remarks] 本学大学院の高畠啓さんらによる変形性膝関節症の発症・進行予防を目的としたリハビリテーション研究

    • URL

      https://www.spu.ac.jp/news/?itemid=1734&dispmid=508

URL: 

Published: 2023-12-25  

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