2012 Fiscal Year Annual Research Report

変形性関節症の新規動物モデルの提示と治療法開発への基礎研究

Research Project

Project/Area Number	23390369
Research Institution	Kagoshima University
Principal Investigator	井尻幸成鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (00315417)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	榊間春利鹿児島大学, 医学部, 准教授 (10325780) 小宮節郎鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (30178371) 永野聡鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (50373139)
Project Period (FY)	2011-04-01 – 2015-03-31
Keywords	軟骨細胞 / 肥大化 / Gadd45beta / 石灰化 / 関節軟骨 / 変形性関節症
Research Abstract	Gadd45beta(Growth arrest and DNA damage inducible 45 beta)はストレス応答分子で、細胞周期やapoptosisに関与する。軟骨では、変形性関節症軟骨の初期に高発現する。その機能はanti-apoptoticで細胞の生存にかかわる一方、MMP-13やType-X collagenの遺伝子発現を調節し、肥大軟骨の形成に関与する。MTK1/MKK3/6/p38を介してC/EBPbetaを活性化しType-X collagen遺伝子発現を亢進すること、JunD/JNK/AP-1を活性化しＭＭＰ－13遺伝子発現を亢進することを確認した。また、Gadd45beta遺伝子の発現そのものをC/EBPbetaがpositive feedback機構をもって制御していることを報告してきた。Gadd45beta TG miceの作成を試みたが系の確立ができなかった。そこでC/EBPbeta TG miceを作成した。軟骨特異的プロモーターCompを用い、軟骨に特異的にDoxycycline(DOX)にてC/EBPbetaの発現がコントロール可能なconditional double Tg　mice（D-Tg)を作成した。D-Tgから尾軟骨細胞を採取し、DOX-0n/offで培養し、C/EBPbetaおよびGadd45betaの発現をWestern blotting法及びRT-PCR法にて検討した。また、C/EBPbeta Ko miceの膝関節軟骨を採取し、免疫組織学的検討をおこなった。その結果、軟骨細胞においてC/EBPbetaはGadd45betaの発現を正に調節することが判明した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初予定していた、Gadd45beta Tg miceの作成に労力と時間を要した。軟骨特異的発現を求めるため、軟骨特異的プロモーターCompをDOX依存的に発現調節させるTg miceを試みた。Gadd45betaはleakにより致死的な変化をきたし、胎児の育成が不能であった。そこで、方針を変更してC/EBPbeta Tg miceを作成した。この実験において系の確立は得られた。靭帯切断モデルを作成し、C/EBPbeta Tg miceとWild type miceの膝関節軟骨変性を組織学的に観察した。その結果、有意な差は認めず、変形性関節症のモデル動物としては、確立が困難であると判断した。また、脊柱靭帯切断モデルの作成を試みた。この実験でも軟骨の変性、骨棘の形成等を確認することはできなかった。
Strategy for Future Research Activity	これまでの研究で、Gadd45betaおよび、C/EBPbetaをover expressionさせることでmiceに変形性関節症性変化を惹起させることができなかった。現在は、Gadd45betaが関与する軟骨細胞の肥大化が骨形成において必須の過程であることから、肥大軟骨の移植が骨欠損部、もしくは偽関節部での骨形成に応用できるのではないかと仮説を立て新たな実験に取り組んでいる。