2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of stress response mechanism of chondrocytes by reproduction of physiological hypoxic environment
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26462312
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
新井 祐志 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50347449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 俊一 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20178031)
中川 周士 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30643382)
土田 真嗣 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10719834)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 軟骨 / 低酸素 / ヒアルロン酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの結果からin vitroで低酸素環境下に軟骨細胞にヒアルロン酸を加えると定常酸素環境下と異なる基質代謝が起こることを示した。このことからこれまでのin vitroの実験で報告されていたヒアルロン酸の代謝が軟骨細胞が低酸素環境にあるin vivoでは異なる代謝を引き起こしている可能性があるためin vivoでのヒアルロン酸代謝について検討した。また、その他の物理刺激に関しても定常酸素下と低酸素環境下では異なる可能性があるため、メカニカルストレスについても低酸素環境下での基質代謝因子の変化を確認した。
in vivoでヒアルロン酸を関節内に投与し8時間後に関節軟骨を採取し軟骨細胞を単離し、real time RT PCRで遺伝子発現を確認すると軟骨基質因子の発現が上昇していた。このことから関節内投与を行う薬物は低酸素環境である関節内環境で薬物代謝が変化する可能性について検討する必要がある。
また、in vitroでのメカニカルストレス負荷実験では、低酸素環境では、定常酸素環境したと異なり、強度、時間によってanabolic factor、catabolic factorともに変化する遺伝子が異なった。また、低酸素環境下と定常酸素環境下では遺伝子の変動が異なり、低酸素環境下でのmecanical stress応答機構は定常酸素環境下と異なることがわかった。
このことから低酸素環境である関節腔内では低酸素誘導因子であるHIF-αを中心とした異なるメカニズムが働き軟骨代謝に影響を与えている可能性を考えた。今後は低酸素環境に着目し、運動療法などの効率化を画策し研究を続けていく予定である。
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