2012 Fiscal Year Research-status Report
ヒト椎間板性腰痛における椎間板変性および椎間板への神経侵入の分子機構
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24592214
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
遠藤 健司 東京医科大学, 医学部, 講師 (90266479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 謙吾 東京医科大学, 医学部, 教授 (10246316)
澤地 恭昇 東京医科大学, 医学部, ポストドクター (20571152)
鈴木 秀和 東京医科大学, 医学部, 講師 (40317871)
小坂 泰一 東京医科大学, 医学部, 助教 (10328213)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 腰痛 / 椎間板変性 / 神経侵入 / NGF / MMP / NSAIDs / Prostaglandin |
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| Research Abstract |
近年，椎間板性腰痛発症の分子機構として，椎間板の変性に伴い，疼痛伝達をする神経線維が椎間板内側に侵入し，さらに疼痛感作が行われることが慢性腰痛の病態の1つであることが明らかになってきている．本研究は，椎間板変性を背景とした慢性腰痛に対する非ステロイド性抗炎症薬であるNSAIDsの細胞外基質分解酵素(MMPsおよびADAMTSs)および神経成長因子（NGF）の遺伝子発現調節に対する効果を明らかにし，慢性腰痛予防、慢性腰痛に対する薬学的治療の可能性について検討することを目的とし検討を行っている．
昨年度は，ヒト椎間板細胞の培養法の確立およびヒト椎間板細胞における細胞外基質分解酵素およびNGF発現調節機構の解明を研究計画とした．
ヒト椎間板細胞の培養法として，2次元の単層培養法と3次元のalginate beads培養法を試み，炎症性サイトカインによる応答性およびステロイドまたは選択的COX-2阻害剤に対する薬剤反応性を細胞外基質分解酵素およびNGF発現を指標に検討した．その結果，単層培養法およびalginate beads培養法ともに炎症性サイトカインであるIL-1による当該遺伝子発現の誘導が認められ，各種薬剤に対する応答性に違いは観察されなかった．これらの結果より以降の研究には単層培養法を用いて検討を行うこととした．
単層培養したヒト椎間板細胞に異なる濃度のIL-1を処理したところ，10 ng/mlのIL-1処理により再現性よく当該遺伝子群発現が誘導されることを確認した．また，継時的な検討を行ったところ，IL-1により誘導されるMMPs発現は24時間後まで時間依存的に増加するのに対し，NGF発現は3～6時間をピークとして，一過性に増加することが判明した．
これら基礎的研究成果は，本年度の研究計画予定である種々の薬剤に対する応答性を評価する上で非常に重要であると考えられる．
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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
昨年度は，ヒト椎間板細胞の培養法の確立およびヒト椎間板細胞における細胞外基質分解酵素およびNGF発現調節機構の解明を研究計画としたが，培養法の確立を行いながら，炎症性サイトカインであるIL-1による当該遺伝子群の発現調節に対する基礎的な研究結果を得ることができた．また，これらの結果をもとに，本年度の研究計画である当該遺伝子群の発現調節機構解明に着手し，予備的な研究結果を得ている．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の研究成果をもとに，本年度以降は細胞外基質分解酵素およびNGF発現の調節機構の解明を試みる．
特に，腰痛治療に用いられる選択的COX-2阻害剤の当該遺伝子群発現に対する効果をPGE2の生理活性と比較し，その有用性または限界を明らかにする．
一方，PGE1製剤も腰痛治療に用いられる薬剤であるが，上記PGE2の生理活性と比較検討し，さらに他のprostaglandin類との違いについても，受容体(EPs)の発現および役割を含めた解析を行い，現在の腰痛に対する保存的薬物治療の有用性と限界を分子レベルで明らかにするとともに，腰痛病態形成を制御し得る標的分子を探索し，椎間板性腰痛に対する新規薬剤開発に繋がる研究を行う予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度は，昨年度の基礎結果に基づき各種薬剤，特に選択的COX-2阻害剤の細胞外基質酵素およびNGF発現に対する効果を遺伝子およびタンパク質レベルで解析するため，各種薬剤，遺伝子解析試薬，抗体，ELISA等の購入を計画している．
また，COX-2阻害剤の効果を解析するためPGE2のELISA kitも購入する．
さらに，COX-2阻害剤等による効果またはPGE2による効果の作用機序を検討するため，PGE2受容体に対する抗体(EP1-4)およびsiRNA試薬，また細胞内情報伝達経路の解析のためBio-plex試薬および抗リン酸化抗体等の購入も計画している．
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Research Products
(8 results)
