Elucidation of onset mechanism underlying sterile inflammation in DAMPs-induced osteoarthritis in temporomandibular joint at molecular level

• Project/Area Number: 21K17190
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
• Research Institution: Iwate Medical University
• Principal Investigator: Matsumoto Shikino 岩手医科大学, 歯学部, 研究員 (50886364)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: TMJ-OA / 線維芽細胞様滑膜細胞 / 細胞外マトリックス / MMP / ケモカイン / FLS1細胞 / DAMPs / FLS-1細胞 / EGF / FGF

Outline of Research at the Start

TMJ-OAは患者のQOLを著しく低下させる疾患でありながら、治療法は対症療法のみであり、
その原因療法の樹立が待ち望まれている。TMJ-OAは、その他の関節疾患と同様に無菌性炎症
を特徴とするが、その細胞レベルや分子レベルでの発症機序については全く解明されていな
い。FLS-1細胞を用いた実験系を基盤として、DAMPs刺激により生じる無菌性炎症反応誘導機構の全容を解明することにより、TMJ-OAにおける炎症性軟骨・骨変形症の発症に必須なターゲット分子を同定して、本疾患の有効な治療薬開発に有用となる分子基盤の確立を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Temporomandibular joint-osteoarthritis (TMJ-OA) negatively affects our quality of life. Actually, definitive therapy against TMJ-OA has not been established yet, whereas there is some symptom therapy available.
Aim of this study was elucidation of molecular mechanism underlying DAMPs-induced sterile inflammatory response in temporomandibular joint-derived fibroblast-like synovial cell line.
Principal investigator of this study found that activation of MMP-9, or activation of all the molecules related to ERK/p38 MAPK-mediated signal transduction could aggravate sterile inflammation in TMJ-OA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

TMJ-OAは患者のQOLを著しく低下させる疾患であるが、その原因療法の確立は、されていなかった。また、原因療法の樹立のためには、TMJ-OAの発症や重篤化に働く無菌的炎症関連分子を明らかとする必要があった。
本研究成果により、MMP-9の発現を抑制するsiRNAや、ERK並びにp38 MAPKを介するシグナル伝達経路を遮断する阻害剤などの投与が、TMJ-OAにおける無菌的炎症の進行を抑制し、この疾患の重篤化を抑止する原因療法となる可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Proinflammatory cytokine-induced matrix metalloproteinase-9 expression in temporomandibular joint osteoarthritis is regulated by multiple intracellular mitogen-activated protein kinase pathways (2025)
  • Author(s): Abe Karen、Yokota Seiji、Matsumoto Shikino、Ujiie Hayato、Kikuchi Emiko、Satoh Kazuro、Ishisaki Akira、Chosa Naoyuki
  • Journal Title: Journal of Oral Biosciences Volume: 67 Issue: 1 Pages: 100609-100609
  • DOI: 10.1016/j.job.2024.100609
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 変形性顎関節症の炎症性滑膜組織で認められるTNF-α並びにIL-1β誘導性マトリックスメタロプロテアーゼ発現増強メカニズムの解明 (2024)
  • Author(s): 阿部 カレン、横田 聖司、浅沼 莞奈、松本 識野、菊池 恵美子、帖佐 直幸、佐藤 和朗、石崎 明
  • Organizer: 第47回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 酸化ストレスを介した顎関節周囲滑膜炎の発症メカニズムの解明 (2022)
  • Author(s): 浅沼莞奈、横田聖司、間山寿代、帖佐直幸、桑島幸紀、松本識野、阿部カレン、吉田弘法、衣斐美歩、加茂政晴、入江太朗、佐藤和朗、石崎 明
  • Organizer: 第60回特定非営利活動法人 日本口腔科学会北日本地方部会
• [Presentation] マウス顎関節由来線維芽細胞様滑膜細胞における酸化ストレス環境下での炎症反応の機序について (2022)
  • Author(s): 浅沼莞奈、横田聖司、松本識野、吉田弘法、阿部カレン、帖佐直幸、石崎明、佐藤和朗
  • Organizer: 第81回日本矯正歯科学会