運動負荷による細胞外ATPを介した変形性関節症発症メカニズムの解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26893104
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 小川 寛恭 岐阜大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70464104)
• Project Period (FY): 2014-08-29 – 2016-03-31
• Keywords: 変形性膝関節症 / 細胞外ATP / 運動刺激 / MMP13

Outline of Annual Research Achievements

運動刺激による変形性関節症の発症メカニズムについて、細胞外ATP着目した。in vitro in vivo共に運動刺激/fluid flow shear stressによって軟骨細胞/軟骨から細胞外ATPが分泌すされ、細胞外ATPは軟骨細胞内で活性酸素の産生を介してMMP13の発現を促進することを確認した。
in vivoでは、fluid flow shear stress/ATPを軟骨細胞に与えて、MMP13の発現をmRNA、たんぱく質レベルで上昇することを確認した。細胞染色でfluid flow shear stress/ATPは活性酸素も産生することを確認し、活性酸素の産生阻害はMMP13の発現上昇を抑制した頃から、fluid flow shear stress/ATPは活性酸素の産生を介してMMP13の発現を促進していることが示唆された。
In vivoでは、野生型マウスと細胞外ATP受容体P2X7ノックアウトマウスを使用して、膝靭帯切除変形性ひざ関節症マウスモデルを使用して、変形性関節症におけるP2X7の役割を調べた。P2X7ノックアウトマウスは野生型と比較して変形性関節症の重症度は低かったが完全に抑制しなかった。P２X７はルブリシン発現も制御しているため、P２X７ノックアウトマウスはMMP13の発現も低下させるがルブリシンも低下するため変形性ひざ関節症を完全に抑制することができないと考えられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでに研究の輪郭となる運動刺激によって軟骨細胞から細胞外ATPが放出されることでMMP13の発現が促進されるという実験結果が概ね得られた。

Strategy for Future Research Activity

本研究は最終段階にあるが、運動刺激による変形性関節症の発症メカニズムをより深く理解するために、当初の計画にある細胞外ATPに着目することから、さらに範囲を広げてMMP13の発現のみならずその他の遺伝子の発現変化にも踏み込みたい。この点を平成２７年度前半には終了し、中旬には論文投稿する予定。