関節軟骨欠損部の修復過程における遺伝子発現-関節軟骨発生過程との比較-

• 研究課題/領域番号: 12671416
• 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: 島根医科大学
• 研究代表者: 河崎 賢三 (2002) 島根医科大学, 医学部, 助手 (20335558); 安達 伸生 (2000-2001) 島根医科大学, 医学部, 助手 (30294383)
• 研究分担者: 岩佐 潤二 島根医科大学, 医学部, 助手 (20294382) ; 安達 伸生 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究, 助手 (30294383) ; 越智 光夫 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究, 教授 (70177244) ; 河崎 賢三 島根医科大学, 医学部, 助手 (20335558)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2000年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 家兎 / 関節軟骨 / 滑膜 / コンドロイチン硫酸 / コンドロイチン6硫酸化酵素 / コンドロイチン4硫酸化酵素 / 成長過程 / 膝関節

研究概要

本研究は,関節軟骨全層欠損の修復において再生組織を構成する細胞が分化成熟していく過程を遺伝子レベルにて理解し,このことからより良い修復方法を解明することを目的とし,実験を行った.その結果,1.HPLCで調べた関節軟骨内のCS量と異性体比の成長過程における変化については,すなわち,関節軟骨の成熟にはコンドロイチン6硫酸化酵素が関与し,これは主に滑膜組織によるものであることが判明した.修復軟骨組織ならびに変性軟骨組織でのコンドロイチン6および4硫酸化酵素の発現様式についての経時的な観察では関節症群ではCS量は術後1ヵ月ではいったん増加したが,術後3ヵ月では低下した.異性体比は経時的に減少し,C6ST mRNAの発現量も経時的に低下したがC4STの発現は亢進した。修復群のCS量は増加傾向にあり,C6STおよびC4ST mRNAの発現量も経時的に増加した.すなわち,関節軟骨の変性とともにC6STの発現が低下しC4STの発現が亢進するのに伴い,異性体比が低下することが明らかとなった.4.胎児関節軟骨の修復過程を知る上うえで,重要な遺伝子であるc-fosの発現様式について正常関節軟骨との比較ではRT-PCRにおいてATP, A23187を加えた群では正常群に比べ、c-fos遺伝子発現が上昇しており、BAPTA, BAPTA+ATPを加えた群では正常群に比べ、c-fos遺伝子発現が抑制されていた。胎児の軟骨片では1μM,100μM ATP付加で軟骨細胞にCa自発振動、[Ca^<2+>]iの上昇が認められ、Ca波の伝播が認められたが、大人の軟骨片では1uM ATP付加で認められなかった。以上のことから成人と比較し胎児のc-fos遺伝子はATPにより[Ca^<2+>]iの上昇を介して発現しており、かつ細胞間の伝達がATPにより行われていることが示唆された。