軟骨細胞に対する機械的ストレスによるアポトーシスの誘導と活性酸素の関与

• 研究課題/領域番号: 12671445
• 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: 福田 寛二 近畿大学, 医学部, 教授 (50201744)
• 研究分担者: 野中 藤吾 近畿大学, 医学部, 教授 (70268407) ; 大谷 和裕 近畿大学, 医学部, 講師 (20258031) ; 上野 貢生 近畿大学, 医学部, 講師 (80298900)
• 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: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2002年度: 200千円 (直接経費: 200千円); 2001年度: 400千円 (直接経費: 400千円); 2000年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 変形性関節症 / 軟骨細胞 / NO / 機械的ストレス / 関節軟骨

研究概要

変形性関節症の発症には関節軟骨に対する機械的ストレスが重要な働きをする.しかし,この機械的ストレスがどのような機構で軟骨破壊を惹起するかは不明であった.福田は以前より機械的ストレスに対する軟骨代謝の変化を細胞レベルで検討してきた.またスーパーオキサイド,一酸化窒素(NO)などに代表される種々の活性酸素が軟骨代謝に影響を及ぼすことも明らかにした.最近では過酸化水素(H2O2)が軟骨細胞のアポトーシスを誘導することを証明した.そこで本研究は,1.軟骨細胞に対する機械的ストレスが軟骨細胞のアポトーシスを誘導することを証明し,2.その過程に活性酸素が関与することを明らかにすることを目的とした.「軟骨細胞に周期的牽引負荷を加えるためにFlexercell strain unitを使用してきた.今回従来のFX-2000をFX-3000にバージョンアップし,軟骨細胞に周期的牽引負荷を加え,その代謝の変化を検討する.軟骨細胞としてヒト・ウシ関節軟骨を使用する.まず基礎的代謝の変化を検討することを目的に,ウシ軟骨細胞に5%の周期的牽引負荷を加え,プロテオグリカーン合成能とNOの産生を検討した.牽引負荷によりプロテオグリカン合成能は亢進した.一方アポトーシスに関しては,種々の条件で軟骨細胞に機械的ストレスを負荷しても認められなかった.そこで軟骨細胞のアポトーシスを誘導するNO産生に注目した.NO産生は機械的負荷により増加した.これはmRNAレベルでも明らかであった.NOを抑制してもプロテオグリカン合成能に変化はなかった.したがって,これまでのNOが軟骨変性を惹起する最も重要なガスメディエータとする概念に反する興味深い知見が得られた.

研究成果

• [文献書誌] Kikuyama A, Fukuda K, et al.: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of osteocytes : involvement of calcium"Calcif Tissue Int.. 71・3. 243-248 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sohen S, Fukuda K et al.: "Activation of histamine III receptor results in enhanced proteoglycan synthesis by human articular chondrocyte : involvement of protein kinase C and intracellular Ca(2+)"Pathophysiology. 8・2. 93-98 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Fukuda K. et al.: "Sodium hyaluronate inhibits interleukin-1-evoked"Osteoarthritis Cartilage. 9・4. 390-392 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nishisaka F, Fukuda K, et al.: "Interleukin-4 reversed the Interleukin 1-inhibited proteoglycan synthesis"Pathophysiology. 7・4. 289-293 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hara F, Fukuda K, et al.: "Cyclic tensile stretch inhibition of nitric oxide release from osteoblast-like cells is both G protein and actin-dependent"J Orthop Res.. 19・1. 126-131 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Asada S, Fukuda K, et al.: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of chondrocytes ; involvement of calcium ion and extracellular signal-regulated protein kinase"Inflamm Res. 50・1. 19-23 (2001)
  • 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.. 19 (1). 126-131 (2001)
  • 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.. 50(1). 19-23 (2001)
  • 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. 7 (4). 289-293 (2001)
  • 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. 9 (4). 390-392 (2001)
  • 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. 8(2). 93-98 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kikuyama A, Fukuda K, et al.: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of osteocytes : involvement of calcium"Calcif Tissue Int.. 71・3. 243-248 (2002)
• [文献書誌] Sohen S, Fukuda K et al.: "Activation of histamine Hl receptor results in enhanced proteoglycan synthesis by human articular chondrocyte : involvement of protein Kinase C and intracellular Ca(2+)"Pathophysiology. 8・2. 93-98 (2001)
• [文献書誌] Fukuda K, et al.: "Sodium hyaluronate inhibits interleukin-1-evoked"Osteoarthritis Cartilage. 9・4. 390-392 (2001)
• [文献書誌] Nishisaka F, Fukuda K, et al.: "Interleukin-4 reversed the Interleukin 1-inhibited proteoglycan synthesis"Pathophysiology. 7・4. 289-293 (2001)
• [文献書誌] Hara F, Fukuda K, et al.: "Cyclic tensile stretch inhibition of nitric oxide release from osteoblast-like cells is both G protein and actin-dependent"J Orthop Res.. 19・1. 126-131 (2001)
• [文献書誌] Asada S.Fukuda K, et al.: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of chondrocytes ; involvement of calcium ion and extracellular signal-regulated protein kinase"Inflaimm Res. 50・1. 19-23 (2001)
• [文献書誌] Sohen S, Fukuda K, et al.: "Activation of histamine H1 receptor results in enhanced proteoglycan synthesis by human articular chondrocyte"Pathophysiology. 8(2). 93-98 (2001)
• [文献書誌] Fukuda K, et al.: "Sodium hyaluronate inhibits interleukin-1-evoked reactive oxygen species of bovine articular chondrocytes"Osteoarthritis Cartilage. 9(4). 390-392 (2001)
• [文献書誌] Hara F, Fukuda K. et al.: "Cyclic tensile stretch inhibition of nitric oxide release from osteoblast-like cells is both G protein and actin-dependent"J Orthop Res. 19(1). 126-131 (2001)
• [文献書誌] Asada S.Fukuda K, et al.: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of chondrocytes ; involvement of calcium ion and extracellular signal-regulated protein kinase"lnflamm Res. 50(1). 19-23 (2001)
• [文献書誌] Nishisaka F.Fukuda K, et al.: "Interleukin-4 reversed the Interleukin-1-inhibited proteoglycan synthesis through the inhibition of NO release"Pathophysiology. 7(4). 289-293 (2001)
• [文献書誌] Hara F, Fukuda K. et al.: "Pertussis toxin-sensitive G proteins as medlators of stretch-Induced decrease in nitric-oxide release of osteoblast-like cells"J Orthop Res. 17(4). 593-597 (1999)
• [文献書誌] Fukuda K,Oh M,Asada S,Hara F,Otani K,Hamanishi C: "Sodium hyaluronate inhibits interleukin-I-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 artieular 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)