PKC・c-fos遺伝子カスケードの軟骨変性に及ぼす影響とその治療応用

• 研究課題/領域番号: 10671393
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 濱西 千秋 近畿大学, 医学部, 教授 (00164921)
• 研究分担者: 熊野 文雄 近畿大学, 医学部, 助手 (50298931) ; 宮城 一郎 近畿大学, 医学部附属病院, 助手 (30288906)
• 研究期間 (年度): 1998 – 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2000年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 1999年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 1998年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 軟骨細胞 / 関節軟骨 / PKC / c-fos / 変形性関節症

研究概要

変形性関節症の発症には機械的ストレスが重要な働きをする.我々はこの機序を検討するため家兎に実験的関節症を作成し,細胞内転写調節因子であるc-fosやその調節因子であるプロテインキナーゼC(PKC)が発現することを明らかにした.同じ頃にこの実験モデルを使用して,軟骨変性にフリーラジカルの関与を示唆する知見を得た.これらの平成10年度の主にin vivoで得られた実験結果より,PKC・c-fos遺伝子カスケードをフリーラジカルの側面より検討することとした.
平成11年度はこの現象をより詳細に検討することを目的に,in vitroでの検討を行った.培養細胞に周期的牽引負荷を加え,PKC・c-fos遺伝子カスケードの上流に位置するGTP結合蛋白質と一酸化窒素(NO)の関係に注目した.機械的ストレスによりNOは二相性の反応を示し,その調節因子としてGiが関与することを見いだした.また過酸化水素が軟骨細胞のアポトーシスを誘導し,この機構にPKC・c-fos遺伝子カスケードの上流に位置するmitogen activated protein kinase(MAPK)が関与することを見いだし報告した.
平成12年度はさらに詳細なin vitroの検討を行った.アポトーシスの誘導にはこMAPKの中でもERKが重要であることを報告した.また機械的ストレスによるNOの抑制については,G蛋白とともに細胞内骨格も関与することを報告した.
これらの結果より,機械的ストレスの細胞応答として,なんらかの受容体がその刺激を感受し,その情報をMAPK・PKC・c-fos遺伝子・細胞内カルシウムを介して変換していることが示唆された.このような情報伝達機構にGTP結合蛋白質・細胞内骨格・フリーラジカルが関与し,軟骨変性の過程を調節していることが明らかにされた.

研究成果

• [文献書誌] S.Asada,K.Fukuda,F.Nishisaka,F.Hara,C.Hamanisi.: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of chondrocytes."Inflamm Res. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] F.Hara,K.Fukuda,S.Asada,M.Matsukawa,C.Hamanishi.: "Cyclic tensile stretch inhibition of nitric oxide release from osteoblast-like cells is both G protein and actin-dependent."J.Orthop.Res. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] F.Nishisaka,S.Sohen,H.Fukuoka,C.Hamanishi.: "Interleukin-4 reversed the Interleukin 1-inhibited proteoglycan synthesis through the inhibition of NO release"Pathophysiology. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Fukuda,M.Oh,K.Otani,C.Hamanishi.: "Sodium hyaluronate inhibits interleukin-1-evoked reactive oxygen species of bovine articular chondrocytes"Osteoarthritis Cartilage. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hara F,Fukuda K,Ueno M,Hamanishi C,Tanaka S: "Pertussis toxin-sensitive G proteins as mediators of stretch-induced decrease in nitric-oxide release of osteoblast."J Orthop Res. 17. 593-597 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Miyagi I,Kikuchi H,Hamanishi C,Tanaka S: "Auto-destruction of the articular cartilage and free radical mediators"J.Lab.Clin.Med. 131. 146-150 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] F.Hara, K.Fukuda, S.Asada, M.Matsukawa, C.Hamanishi.: "Cyclic tensile stretch inhibition of nitric oxide release from osteoblast-like cells is both G protein and actin-dependent."J.Orthop.Res.. (in press.).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.Asada, K.Fukuda, F.Nishisaka, F.Hara, C.Hamanisi.: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of chondrocytes ; involvement of calcium ion and extracellular signal-regulated protein kinase."Inflamm Res.. (in press.).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] F.Nishisaka, S.Sohen, H.Fukuoka, Y.Okamoto, M.Matukawa, K.Fukuda, C.Hamanishi.: "Interleukin-4 reversed the Interleukin 1-inhibited proteoglycan synthesis through the inhibition of NO release : A possible involvement of intracellular calcium ion."Pathophysiology.. (in press.).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Fukuda, M.Oh, S.Asada, F.Hara, M.Matsukawa, K.Otani, C.Hamanishi.: "Sodium hyaluronate inhibits interleukin-1-evoked reactive oxygen species of bovine articular chondrocytes."Osteoarthritis Cartilage. (in press.).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.Sohen, H.Ooe, M.Hashima, K.Fukuda, C.Hamanishi, S.Tanaka.: "Activation of histamine H1 receptor results in enhanced proteoglycan synthesis by human articular chondrocytes : Involvement of protein kinase C and intracellular Ca2+."Pathophysiology. (in press.).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] F.Hara, K.Fukuda, M.Ueno, C.Hamanishi, S.Tanaka.: "Pertussis toxin-sensitive G Proteins as mediators of stretch-induced decrease in NO release of osteoblastlike cells."J Orthop. Res.. 17. 593-597 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.Asada, K.Fukuda, M.Oh, C.Hamanishi, S.Tanaka.: "Effect of hydrogen peroxide on the metabolism of articular chondrocytes."Inflamm. Res.. 48. 399-403 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] I.Miyagi, H.Kikuchi, C.Hamanishi, S.Tanaka.: "Autodestruction of the articular cartilage and free radical mediators."J.Lab. Clin. Med.. 131. 146-150 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.Tanaka, C.Hamanishi, H.Kikuchi, K.Fukuda.: "Factors related to degeneration of articular cartilage in osteoarthritis : A review."Semin. Arthritis Rheum.. 27. 392-399 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Hashima, C.Hamanishi, S.Tanaka.: "Muscarinic receptormediated Ca++ control, protein kinase C activity and proteoglycan release and synthesis in articular chondrocytes."Advance in Osteoarthritis, Ed.S.Tanaka, C.Hamanishi. Springer-Verlag.. 48-55 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Satsuma, C.Hamanishi, M.Hashima, S.Tanaka.: "Immunohistochemical localization of cartilage-specific and non-specific proteoglycans in experimental osteoarthritic articular cartilage in rats. Advance in Osteoarthritis"Ed.S.Tanaka, C.Hamanishi. Springer-Verlag.. 142-150 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] C.Hamanishi, H.Miyazaki, H.Satsuma, S.Tanaka.: "Protein kinase C-activator inhibits progression of osteoarthritis by inhibiting c-Fos protein expression in articular chondrocytes."Advance in Osteoarthritis, Ed.S.Tanaka, C.Hamanishi. Springer-Verlag.. 174-184 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Fukuda K,Oh M,Asada S,Hara F,Otani K,Hamanishi C: "Sodium hyaluronate inhibits interleukin-1-evoked reactive oxygen species of bovine articular chondrocytes"Osteoarthritis Cartilage. (in press). (2000)
• [文献書誌] Nishisaka F,Sohen S,Fukuda K,Hamanishi C: "Interleukin-4 reversed the Interleukin 1-inhibited proteoglycan synthesis through the inhibition of NO release"Pathophysiology. (in press). (2000)
• [文献書誌] Hara F,Fukuda K,Asada S,Matsukawa M,Hamanishi C: "Cyclic tensile stretch inhibition of nitric oxide release from osteoblast-like cells is both G protein and actin-dependent"J Orthop Res. (in press). (2000)
• [文献書誌] Asada S,Fukuda K,Nishisaka F,Hamanisi C: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of chondrocytes."Inflamm Res. (in press). (2000)
• [文献書誌] Asada S,Fukuda K,Oh M,Hamanishi C,Tanaka S: "Effect of hydrogen peroxide on the metabolism of articular chondrocytes."Inflamm Res. 48. 399-403 (1999)
• [文献書誌] Hara F,Fukuda K,Ueno M,Hamanishi C,Tanaka S: "Pertussis toxin-sensitive G proteins as mediators of stretch-induced decrease in nitric-oxide release of osteoblast."J Orthop Res. 17. 593-597 (1999)
• [文献書誌] Asada S,Fukuda K,Oh M,Hamanishi C,Tanaka S: "Effect of hydrogen peroxide on the metabolism of articular chondrocytes."Inflamm Res. 48. 399-403 (1999)
• [文献書誌] Hara F,Fukuda K,Ueno M,Hamanishi C,Tanaka S: "Pertussis toxin-sensitive G poteins as mediators of stretch-induced decrease in nitric-oxide release of osteoblast."J Orthop Res. 17. 593-597 (1999)
• [文献書誌] Miyagi I,Kikuchi H,Hamanishi C,Tanaka S: "Auto-destruction of the articular cartilage and free radical mediators"J.Lab.Clin.Med. 131. 146-150 (1998)
• [文献書誌] H.Satsuma C.Hamanishi M..Hashima S.Tanaka: "Immunohistochemical localization of cartilage-specific and non-specific proteoglycans in experimental osteoarthritic articular cartilage in rats"Advances in Osteoarthritis,Springer Verlag. 142-150 (1998)
• [文献書誌] C,Hamanishi H.Miyazaki H.Satsuma S.Tanaka: "Protein kinase C-activator inhibits progression of osteoarthritis by inhiviting c-Fos protein expression in articular chondrocytes"Advances in Osteoarthritis,Springer Verlag. 174-184 (1998)
• [文献書誌] M.Hashima C.Hamanishi S,Tanaka: "Muscarinic receptor-mediated Ca++ control,protein kinase C activity and proteoglycan release and synthesis in articular chondrocytes"Advances in Osteoarthritis,Springer Verlag. 48-55 (1998)
• [文献書誌] S.Tanaka,C.Hamanishi: "Advances in Osteoarthritis"Springer-Verlag. 298 (1998)
• [文献書誌] Miyagi I,Kikuchi H,Hamanishi C,Tanaka S: "Auto-destruction of the articular cartilage and free radical mediators" J.Lab.Clin.Med. 131. 146-150 (1998)
• [文献書誌] H.Satsuma C.Hamanishi M..Hashima S.Tanaka: "Immunohistochemical localization of cartilage-specific and non-specific proteoglycans in experimental osteoarthritic articular cartilage in rats" Advances in Osteoarthritis,Springer Verlag. 142-150 (1998)
• [文献書誌] C.Hamanishi H.Miyazaki H.Satsuma S.Tanaka: "Protein kinase C-activator inhibits progression of osteoarthritis by inhibiting c-Fos protein expression in articular chondrocytes" Advances in Osteoarthritis,Springer Verlag. 174-184 (1998)
• [文献書誌] M.Hashima C.Hamanishi S.Tanaka: "Muscarinic receptor-mediated Ca++control,protein kinase C activity and proteoglycan release and synthesis in articular chondrocytes" Advances in Osteoarthritis,Springer Verlag. 48-55 (1998)
• [文献書誌] S.Tanaka,C.Hamanishi: "Advances in Osteoarthritis" Springer-Verlag, 298 (1998)