ルブリシンを標的とした関節表層特異的遺伝子発現制御及びメカノセンシング機構の解明

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24390352
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山本 浩司 京都大学, 医学研究科, 講師 (70536565)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 治彦 京都大学, 医学研究科, 准教授 (60402830) ; 妻木 範行 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50303938)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ルブリシン / PRG4 / メカニカルストレス / 関節軟骨 / 変形性関節症 / 潤滑機能

Research Abstract

ルブリシンは関節軟骨表層に発現し、ヒアルロン酸とともに低摩擦潤滑機能を担っており、変形性関節症などへの治療効果が期待されている。本研究の主たる目的は、Prg4の関節表層特異的遺伝子発現制御機構を解明することにあるo平成24年度は、Prg4のプロモーターによってRed Fluorescent Protein(RFP)を発現するトランスジェニックマウス(Prg4-RFP-Tg)を作製し、関節軟骨における発現解析を行った。その際、Sox9遺伝子座にEnhanced Green Fluorescent Protein(EGFP)をノックインしたマウス(Sox9-EGFP)と交配したダブルヘミマウスを用いて、Sox9発現部位との比較検討を行った。膝や大腿骨の関節面をマクロ共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果、RFPは表層付近で観察され、GFPとオーバーラップしていない細胞が散見された。また生後2カ月齢のPrg4-RFP-Tg;Sox9-EGFPマウスを用いて、内側側副靭帯および内側半月板切除を行い、膝関節に過度なメカニカルストレスを施した変形性関節症(OA)モデルを作製した。脛骨の荷重関節面をマクロ共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果、術後1～2日目の早い段階から関節前方から後方にかけて広範囲にRFPの発現が低下しており、1週の時点ではRFPおよびGFPともに検出されない部位が出現した。組織切片をSafranin-0で染色したスコアリングでは本モデルにおいて術後2週の段階からOAの亢進を認めたが、実際は早期にPrg4の発現が低下、即ち関節の潤滑機能が低下していることが示唆された。現在種々のPrg4プロモーターを用いて組織特異的発現領域の特定を試みている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成24年度中に、FACSによって関節表層のRFP発現細胞を単離し、遺伝子プロファイルを解析する予定であったが、酵素処理の条件に課題があり現在進行中である。またメカニカルストレスの解析においては現在種々のプロモーター長を持つアデノウイルスの作製までは終了しており、解析中である。

Strategy for Future Research Activity

当初平成24年度、25年度の2回に分けて行う予定であったFACSを平成25年度に一度で達成できるようマウスを交配している。それにより関節表層遺伝子プロファイルの解析を優先的に進める予定である。