変形性関節炎におけるエンドサイトーシスの新たな機能とその重要性

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26670665
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 廣畑 聡 岡山大学, 保健学研究科, 教授 (90332791)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 浩司 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (80325092) ; 大月 孝志 岡山大学, 保健学研究科, 非常勤研究員 (10534802)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 軟骨 / 培養細胞

Outline of Annual Research Achievements

アグリカンを分解する最もメジャーなアグリカナーゼとされるADAMTS5が何故ヒトOAサンプルでは発現量が多くないのか、という疑問に答える一つの仮説として、細胞膜表面に存在するタンパク質を細胞内に取り込むことで除去するエンドサイトーシスが関与している可能性を検証すべく以下の実験を行った。

まず、軟骨様細胞であるOUMS-27細胞をサイトカイン刺激したところ、軟骨特異的な細胞外マトリックス成分であるアグリカンの分解促進を認めた。このことから、同細胞はアグリカナーゼ発現制御機構を検証する実験系で妥当であると考え、以下の実験を行った。
N-Hydroxysuccinimide (NHS)-SS-biotinでラベルした後に、エンドサイトーシスにて細胞内に取り込まれたビオチンを検出する実験系を構築した。４℃ではエンドサイトーシスは起こらず、３７℃においてエンドサイトーシスが起きていることを確認した。OUMS-27においてエンドサイトーシス関連分子であるLRP-1およびRAPの発現に対するサイトカイン刺激の影響を半定量的RT-PCR法にて検討した。IL-1β刺激２４時間後に有意なLRP-1の発現増加を認めたが、一方でRAPのmRNA発現量には明らかな変化は認めなかった、
ウエスタンブロッティングにてLRP-1タンパクの変化をサイトカイン刺激前後で比較したところ、IL-1β刺激後２４時間ではLRP-1タンパク増加に加えて新たな小さなバンドをLRP-1抗体で検出することに成功した。これは一部が切断された短いLRP-1であると考えられた。LRP-1の切断がエンドサイトーシスに影響することが予想され、LRP-1切断によるエンドサイトーシス機能不全がアグリカナーゼ活性を制御している機構の一つである可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] MMP-13 is constitutively produced in human chondrocytes and co-endocytosed with ADAMTS-5 and TIMP-3 by the endocytic receptor LRP1 (2016)
  • Author(s): Yamamoto K, Okano H, Miyagawa W, Visse R, Shitomi Y, Santamaria S, Dudhia J, Troeberg L, Strickland DK, Hirohata S, Nagase H
  • Journal Title: Matrix Biol Volume: S0945-053X(16) Pages: 30031-30032
  • DOI: 10.1016/j.matbio.2016.03.007
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Subclavian steal syndrome: a case report and review of advances in diagnostic and treatment approaches (2016)
  • Author(s): Komatsubara I, Kondo J, Akiyama M, Takeuchi H, Nogami K, Usui S, Hirohata S, Kusachi S
  • Journal Title: Cardiovasc Revasc Med. Volume: 17(1) Pages: 54-58
  • DOI: 10.1016/j.carrev.2015.11.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Eosinophil Cationic Protein Shows Survival Effect on H9c2 Cardiac Myoblast Cells with Enhanced Phosphorylation of ERK and Akt/GSK-3β under Oxidative Stress (2015)
  • Author(s): Ishii H, Kamikawa S, Hirohata S, Mizutani A, Abe K, Seno M, Oohashi T, Ninomiya Y
  • Journal Title: Acta Med Okayama Volume: 69(3) Pages: 145-153
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Interleukin-1β induced nuclear factor-κB binds to a disintegrin-like and metalloproteinase with thrombospondin type 1 motif 9 promoter in human chondrosarcoma cells (2015)
  • Author(s): Altuntas A, Halacli SO, Cakmak O, Erden G, Akyol S, Ugurcu V, Hirohata S, Demircan K
  • Journal Title: Mol Med Rep Volume: 12(1) Pages: 595-600
  • DOI: 10.3892/mmr.2015.3444
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Distribution of versican and its degradation by ADAMTS metalloproteinase in the tumor microenvironment (2016)
  • Author(s): Satoshi Hirohata, Keiichi Asano, Junko Inagaki, Takashi Ohtsuki, Nao Yamanokuchi, Shogo Watanabe, Toshitaka Oohashi
  • Organizer: KSBMB International Conference 2016
  • Place of Presentation: ソウル市
  • Year and Date: 2016-05-18 – 2016-05-20
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] The diverse function of a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif-1 (ADAMTS1) (2016)
  • Author(s): Satoshi Hirohata
  • Organizer: TIDRC International Symposium -Inflammation and Tumor microenvironment
  • Place of Presentation: ソウル
  • Year and Date: 2016-05-17 – 2016-05-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 細胞外マトリックス分解酵素ADAMTS1の多様性 (2016)
  • Author(s): 廣畑 聡、大月孝志、稲垣純子
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2016-03-27 – 2016-03-29
  • Invited
• [Presentation] The Impact of Dyslipidemia and MDA-LDL on Coronary Slow Flow Phenomenon in Patients with Unstable Angina Pectoris (2016)
  • Author(s): Naofumi Amioka, Tatsuya Yamaji, Naoaki Matsuo, Kenzo Kagawa, Yukari Nakano, Daisuke Yamada, Nobuhiko Ohnishi, Atsushi Takaishi, Masayuki Ueeda, Satoshi Hirohata, Hiroshi Itoh
  • Organizer: 第８０回日本循環器学会学術集会
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [Presentation] ラット変形性関節症モデルへのヒアルロン酸投与による軟骨保護効果の解析 (2016)
  • Author(s): 大月孝志、品岡玲、熊岸加苗、佐藤美來、金道幸子、長谷川みさ、海原弘貴、浅野恵一、障子友理、稲垣純子、大橋俊孝、西田圭一郎、廣畑 聡
  • Organizer: 第29回日本軟骨代謝学会
  • Place of Presentation: 広島市
  • Year and Date: 2016-02-19 – 2016-02-20
• [Presentation] Is Versicanolysis associated with tumor angiogenesis? (2016)
  • Author(s): Keiichi Asano, Junko Inagaki, Yuri Shoji, Matthias Hofmann, Takashi Ohtsuki, Aya Hirata, Teruyuki Kawadi, Yoshifumi Ninomiya, Satoshi Hirohata, Toshitaka Ohashi
  • Organizer: 第８回高度医療都市を創出する未来技術国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2016-02-06 – 2016-02-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The effect of mechanical stress intensity on extracellular matrix and matrix metalloproteinases (2015)
  • Author(s): 大月孝志、金道幸子、長谷川みさ、稲垣純子、浅野恵一、 障子友理、熊岸加苗、西田圭一郎、大橋俊孝、廣畑 聡
  • Organizer: BMB 2015
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] ADAMTS1 null mice demonstrated omphalocele phenotype (2015)
  • Author(s): Satoshi Hirohata, Omer Faruk Hatipoglu, Eriko Kusunoki, Takashi Ohtsuki, Junko Inagaki, Shozo Kusachi, Yoshifumi Ninomiya
  • Organizer: ゴードンカンファレンス matrix metalloproteinase
  • Place of Presentation: メイン州
  • Year and Date: 2015-08-02 – 2015-08-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 変形性膝関節症の治療効果に関する生化学的解析～滑液内軟骨分解活性の検討～ (2015)
  • Author(s): 熊岸 加苗，大月 孝志，廣畑 聡, 河村 顕治， 大塚 愛二，坂田賢一郎，坂田 俊輔
  • Organizer: 第２８回日本臨床整形外科学会学術集会
  • Place of Presentation: 下関市
  • Year and Date: 2015-07-19 – 2015-07-20
• [Presentation] HYALURONAN TREATMENT REDUCED MATRIX DEGRADATION BOTH IN VITRO AND IN VIVO RAT OSTEOARTHRITIS MODEL (2015)
  • Author(s): Yuri Shoji, Keiichi Asano, Aya Hirata, Teruyuki Kawadi, Junko Ingaki, Kanae Kumagishi, Keiichiro Nishida, Toshitaka Oohashi, Satoshi Hirohata
  • Organizer: 10th International conference HYALURONAN 2015
  • Place of Presentation: フィレンツェ
  • Year and Date: 2015-06-07 – 2015-06-11
  • Int'l Joint Research