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Molecular mechanisms of gliostatin and bone metabolic factors in bone erosions of rheumatoid arthritis

Research Project

Project/Area Number 23K08702
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

永谷 祐子  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90291583)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 青山 峰芳  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (70363918)
川口 洋平  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (90766734)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords関節リウマチ / グリオスタチン / 滑膜細胞 / RANKL / 破骨細胞 / 骨びらん / gliostatin / rheumatoid arthritis / thymidine phosphorylase / osteoblast / osteoclast
Outline of Research at the Start

RAにおける骨びらんでは炎症性肉芽が骨と接触し(パンヌス)、その境界部分で破骨細胞が活性化され骨びらんの進行が進む。正常な骨代謝とは異なり、骨芽細胞非依存性に破骨細胞が分化し成熟する。ウサギ膝関節にグリオスタチンを関節内注射するとリウマチ様関節炎のみならず、パンヌスも形成される。そこで滑膜細胞から産生されるグリオスタチンによって、骨代謝関連子であるスクレロスチン、DKK-1が滑膜細胞から分泌、誘導されることを確認する。これまでの研究からグリオスタチンは転写因子Sp1阻害により有効に遮断されることから本研究では骨びらん形成抑制、さらには修復をグリオスタチンによる病態制御の観点から解明する。

Outline of Annual Research Achievements

関節リウマチ(RA)の治療は、発症早期からの抗リウマチ薬、生物学的製剤、低分子シグナル伝達阻害剤の導入により、寛解をめざすべきものになった。しかしながら未だに既存の薬物を駆使しても低疾患活動性すら維持できない患者や、炎症が鎮静化されたにも関わらず骨びらんの進行がみられる患者が存在する。このような患者は治療困難RA (Difficult-to-treat rheumatoid arthritis; D2T RA) と定義される。申請者らは、関節リウマチの病態形成にグリオスタチンが密接に関与していることを初めて見いだした。グリオスタチンは、関節破壊をもたらすマトリックスメタロプロテイナーゼ群の発現誘導し、in vivoで起炎症作用をもつ。本研究では、骨びらんにおける微細環境にこのグリオスタチン発現が大きく関与することを明らかにしたい。
炎症を起こした関節内においてグリオスタチンは、滑膜細胞と軟骨細胞から産生されている。グリオスタチン 300ng/mlの濃度で滑膜細胞を刺激すると、MMP-1, 3, 9, 13が産生され、さらにオートクリン作用にてグリオスタチンそのものも産生誘導される。グリオスタチン 300ng/mlは、関節リウマチの炎症を起こした関節の関節液中の濃度に匹敵し、リウマチ関節炎の病態形成に関与している。
本年度は 滑膜細胞を用いて、グリオスタチン 300ng/mlの刺激にて骨びらんを引き起こすtriggerを模索した。破骨細胞分化因子として同定されたreceptor activator of nuclear factor-kappa B(RANK)ligand(RANKL)に着目した。正常の骨代謝では骨芽細胞からRANKLが産生されるが、病的骨びらんを発生させる関節リウマチでは滑膜細胞からも産生されるのではないかと仮説を立て実験を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の計画よりも、実験時間を創出することが困難であったこと、関節リウマチ骨破壊による関節手術の件数が少なかったこともあり、滑膜組織の入手が減少したため

Strategy for Future Research Activity

グリオスタチン 300ng/mlの刺激にて滑膜細胞からRANKLが誘発されることを明らかにした。骨びらんにおける微細環境に着目して骨代謝関連因子であるスクレロスチン、DKK-1が滑膜細胞から分泌、誘導されることを確認する。申請者らは、人工関節置換術中に採取した骨髄液から培養骨芽細胞、培養破骨細胞を樹立するmethodを有しているため、各細胞間でのシグナル伝達を解析し、骨びらんの形成因子、修復因子の増強を試みる。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] IL-1β promotes osteoclastogenesis by increasing the expression of IGF2 and chemokines in non-osteoclastic cells2023

    • Author(s)
      Otsuka Yuto、Kondo Takao、Aoki Hiromasa、Goto Yoh、Kawaguchi Yohei、Waguri-Nagaya Yuko、Miyazawa Ken、Goto Shigemi、Aoyama Mineyoshi
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 151 Issue: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2022.10.007

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fixation of intra-articular calcaneal fractures: A comparative study of the postoperative outcome between HA/PPLA screws and locking plates2023

    • Author(s)
      Usami Takuya、Takada Naoya、Nishida Kazuki、Sakai Hiroaki、Iwata Hidetoshi、Yonezu Hiroki、Sekiya Isato、Nagaya Yuko、Ueki Yoshino、Murakami Hideki、Kuroyanagi Gen
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 9 Issue: 3 Pages: e14046-e14046

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e14046

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Influence of concomitant methotrexate use on the clinical effectiveness, retention, and safety of abatacept in biologic-naive patients with rheumatoid arthritis: Post-hoc subgroup analysis of the ORIGAMI study.2023

    • Author(s)
      Azuma T, Misaki K, Kusaoi M, Suzuki Y, Higa S, Kumon Y, Yoshitama T, Naniwa T, Yamada S, Okano T, Takeuchi K, Ikeda K, Higami K, Inoo M, Sawada T, Kang C, Hayashi M, Nagaya Y, Hagiwara T, Shono E, Himeno S, Tanaka E, Inoue E, Yoshizawa Y, Kadode M, Yamanaka H, Harigai M.
    • Journal Title

      Mod Rheumatol.

      Volume: 33 Issue: 2 Pages: 271-278

    • DOI

      10.1093/mr/roac032

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nerve Recovery and Morphological Change on MRI at 24 Months after Open Carpal Tunnel Release.2023

    • Author(s)
      Hattori Y, Kawaguchi Y, Usami T, Waguri-Nagaya Y, Murakami H, Okamoto H
    • Journal Title

      J Hand Surg Asian Pac

      Volume: 28 Issue: 02 Pages: 197-204

    • DOI

      10.1142/s2424835523500212

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A biomechanical analysis of the effect of hydroxyapatite augmentation for trochanteric femoral fractures2023

    • Author(s)
      Usami Takuya、Takada Naoya、Iwata Hidetoshi、Sakai Hiroaki、Hattori Yusuke、Sekiya Isato、Ueki Yoshino、Nagaya Yuko、Murakami Hideki、Kuroyanagi Gen
    • Journal Title

      Experimental and Therapeutic Medicine

      Volume: 25 Issue: 6 Pages: 256-256

    • DOI

      10.3892/etm.2023.11955

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transforming Growth Factor-β Induces Interleukin-6 Secretion from Human Ligamentum Flavum-Derived Cells through Partial Activation of p38 and p44/42 Mitogen-Activated Protein Kinases2023

    • Author(s)
      Goto Y, Kato K, Yagi K, Kawaguchi Y, Yonezu H, Koshimae T, Waguri-Nagaya Y, Murakami H, Suzuki N.
    • Journal Title

      Asian Spine J

      Volume: 17 Issue: 6 Pages: 997-1003

    • DOI

      10.31616/asj.2023.0025

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The JAK inhibitor (baricitinib) inhibits IFNγ-induced gliostatin expression in human fibroblast-like synoviocytes2023

    • Author(s)
      Joyo Y, Kawaguchi Y, Yonezu H, Yasuma S, Shiraga H, Nozaki M, Aoyama M, Murakami H, Waguri-Nagaya Y
    • Organizer
      43th SICOT Orthopaedic World Congress 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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