変形性膝関節症の骨棘形成後期におけるパールカン機能解析

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25861343
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 金子 晴香 順天堂大学, 医学部, 助教 (50445516)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 変形性膝関節症 / 骨棘 / 滑膜 / 軟骨分化 / パールカン

Research Abstract

変形性膝関節症(膝OA)の骨棘は,関節軟骨辺縁近傍の滑膜に存在する間葉系幹細胞が成長軟骨の内軟骨骨化に類似し,軟骨そして骨へと分化し発生する. しかし,その分子レベルの機序は多くが不明である. パールカンは,軟骨や滑膜の細胞外基質に存在するヘパラン硫酸プロテオグリカンであり,細胞増殖や成長因子そして細胞と受容体との結合など,細胞機能全般の保全に必須の分子である. しかし,膝OAにおける機能解析は進んでいない. 本研究は,膝OAの骨棘形成に焦点を絞り,その中でも特に後期の血管侵入過程に着目し,関節軟骨辺縁の滑膜に発現するパールカンによる骨棘形成中期・後期の病態解明の研究を行っている．
25年度は,主にin vivoの解析を中心とし,骨棘内でのパールカンの機能について解析を行った．関節内では軟骨にのみパールカンを発現し,滑膜にはパールカンを発現しないマウス(Hspg2-/-Tg)と同腹のパールカンワイルドマウス(Hspg2+/+Tg)を対象マウスを用いて実験を行った．形態学Hspg2-/-Tg的解析により，コントロールマウスでは骨棘は8週・12週と成長する一方，Hspg2-/-Tgマウスでは骨棘は成長しなかった．コントロールマウスでは骨棘内の軟骨細胞の細胞周囲にパールカンの発現が整列して見られたが，Hspg2-/-Tgマウスではその発現は低くかった．この結果をもとに骨棘形成の分子生物学的機構の解析を26年度も継続する．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

25年度に予定していた骨棘の分子生物学的解析の実験進行に遅れを生じているため。

Strategy for Future Research Activity

in vivoでの骨棘の分子生物学的解析を25年度の結果をもとにすすめ，当初予定していた26年の計画である滑膜培養細胞より3次元培養を行い，軟骨分化およびその後の骨分化に関して，形態学的および分子生物学的解析し，パールカンの機能を明らかにする．また、前駆軟骨細胞とヒト滑膜細胞にパールカン遺伝子を導入して解析を行い，パールカンの発現量等による制御について解析する．これまでの遅れは新たな手技の修得に時間を取られたためであり，今年度分の実験の方法は修得済みであり今後の研究の進行は計画どおりできると考えられる．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

25年度分の実験に遅れが生じたため，その予算使用にも遅れが生じ，次年度使用額が生じた。
今年度の実験計画は25年度の実験計画の遅れを取り戻せるように現在も進めており，当初予定していた25年度分のin vivo実験および26年度分のin vitro実験にて予算を使用する予定である。

Research Products

• [Presentation] Role of perlecan in chondrogenic, osteogenic and adipogenic differentiation of synovial mesenchymal cells (2014)
  • Author(s): R. Sadatsuki, H. Kaneko, I. Futami, M. B. Goldring, Y. Yamada, E. Hirasawa, S. Hada, K. L. Culley, M. Otero, C. Dragomir, M. Kinoshita, L. Liu, A. Yusp, K. Kaneko, M. Ishijima
  • Organizer: 2014 World Congress on Osteoarthritis
  • Place of Presentation: Paris
  • Year and Date: 20140424-20140427
• [Presentation] Perlecan is required for chondrogenic differentiation of mesenchymal synovial cells (2013)
  • Author(s): H. Kaneko, R. Sadatsuki, K. L. Culley, M. Otero, I. Futami, S. Hada, E. Hirasawa-Arikawa, Y. Yamada, K. Kaneko, M. B. Goldring, M. Ishijima
  • Organizer: 2013 World Congress on Osteoarthritis
  • Place of Presentation: Philadelphia
  • Year and Date: 20130418-20130421