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脊柱靭帯骨化を起す間葉系幹細胞の異常の機序解明とそれに基づく治療薬の標的探索

研究課題

研究課題/領域番号 17K10916
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 整形外科学
研究機関弘前大学

研究代表者

古川 賢一  弘前大学, 医学研究科, 客員研究員 (20165468)

研究分担者 和田 簡一郎  弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (20431447)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード間葉系幹細胞 / 異所性骨化 / 脊柱靭帯 / エピジェネティクス / メカニカルストレス / DNAメチル化 / 生理活性物質 / スクリーニング / 脊柱靭帯骨化症 / 形質転換 / 天然生理活性物質 / 骨化抑制 / 細胞遊走 / SDF-1 / CXCR4 / コンドロモジュリン / 内軟骨性骨化 / 治療薬
研究成果の概要

我々は、脊柱靭帯骨化症の病因が、靭帯組織に散在する間葉系幹細胞(MSC)の易骨分化能獲得にあると想定した。それを実証するために、まず研究資源となるMSCのライブラリーを構築した。ついで、そのMSCの形質転換の機序がゲノムDNAのメチル化にあると考え、ゲノムワイドのDNAメチル化解析を行った。そしてGWAS研究で注目された遺伝子のメチル化レベルが、患者組織のMSCと正常MSCの間で著明に変化していることを突き止めた。一方、治療薬のシーズ探索を目的として、MSCの石灰化を抑制する物質を生理活性物質ライブラリーを用いてスクリーニングし、非常に低濃度で有効な複数の薬物を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

(学術的意義)現在の治療研究におけるトレンドの多施設研究で、研究資源を共通化することは極めて重要であり、今回間葉系幹細胞ライブラリーを構築したことは、研究の進展に果たす役割は大きい。またDNAメチル化のゲノムワイドの解析は、病因解明の新しいアプローチであり、得られた情報は薬物治療の重要なターゲットとなる可能性がある。
(社会的意義) 骨化抑制物質の探索は、治療薬のシーズとなる物質を見出す有力な方法である。今回非常に低濃度で間葉系幹細胞の石灰化を抑制する物質を複数個見いだせた。それを基に構造活性相関の研究を行えば、より強力で特異性の高い治療薬の開発につなげることが出来る。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Neurotrophic Factor Secretion and Neural Differentiation Potential of Multilineage-differentiating Stress-enduring (Muse) Cells Derived from Mouse Adipose Tissue2019

    • 著者名/発表者名
      Nitobe Yohshiro、Nagaoki Toshihide、Kumagai Gentaro、Sasaki Ayako、Liu Xizhe、Fujita Taku、Fukutoku Tatsuhiro、Wada Kanichiro、Tanaka Toshihiro、Kudo Hitoshi、Asari Toru、Furukawa Ken-Ichi、Ishibashi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Cell Transplantation

      巻: 28 号: 9-10 ページ: 1132-1139

    • DOI

      10.1177/0963689719863809

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Warfarin calcifies human aortic valve interstitial cells at high-phosphate conditions via pregnane X receptor2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Zaiqiang、Seya Kazuhiko、Chiyoya Mari、Daitoku Kazuyuki、Motomura Shigeru、Imaizumi Tadaatsu、Fukuda Ikuo、Furukawa Ken-Ichi
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Metabolism

      巻: in oress 号: 6 ページ: 944-956

    • DOI

      10.1007/s00774-019-01001-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Facilitation of Chemotaxis Activity of Mesenchymal Stem Cells via Stromal Cell?Derived Factor-1 and Its Receptor May Promote Ectopic Ossification of Human Spinal Ligaments2019

    • 著者名/発表者名
      Chin Shunfu、Furukawa Ken-Ichi、Kurotaki Keigo、Nagasaki Shunpei、Wada Kanichiro、Kumagai Gentaro、Motomura Shigeru、Ishibashi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics

      巻: 369 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1124/jpet.118.254367

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脊柱靭帯骨化症研究の進歩_脊柱靭帯骨化を起こす間葉系幹細胞の異常2018

    • 著者名/発表者名
      古川賢一、和田簡一郎、熊谷玄太郎、石橋恭之
    • 雑誌名

      臨床雑誌 整形外科

      巻: 69

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Suppression of osteogenic differentiation in mesenchymal stem cells from patients with ossification of the posterior longitudinal ligament by a histamine-2-receptor antagonist2017

    • 著者名/発表者名
      Liu X, Kumagai G, Wada K, Tanaka T, Fujita T, Sasaki A, Furukawa KI
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology

      巻: 810 ページ: 156-162

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2017.07.013

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Osteogenic Potential of Adipose- and Muscle-derived Mesenchymal Stem Cells in Spinal-Ossification Model Mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Liu X, Kumagai G, Wada K, Tanaka K, Asari T, Oishi K, Fujita T, Mizukami H, Furukawa KI
    • 雑誌名

      Spine

      巻: 42 号: 23 ページ: E1342-E1349

    • DOI

      10.1097/brs.0000000000002266

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Blood Coagulability, Vascular Morphology And Vasculogenesis Capability Of Spinal Ligament Ossification Model Mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa Nana, Kumagai Gentaro, Wada Kanichiro, Furukawa Ken-Ichi, Ishibashi Yasuyuki
    • 学会等名
      ORS2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of SDF-1/CXCR4 Axis in Chemotactic Behavior of Mesenchymal Stem Cell in Ossified Human Spinal Ligaments.2019

    • 著者名/発表者名
      Chin Shunfu, Furukawa Ken-Ichi, Wada Kanichiro, Kumagai Gentaro, Kudo Hitoshi, Asari Tohru, Ichikawa Nana, Araki Ryo, Ishibashi Yasuyuki
    • 学会等名
      ORS2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of SDF-1/CXCR4 Axis in Chemotactic Behavior of Mesenchymal Stem Cell in Ossified Human Spinal Ligaments.2019

    • 著者名/発表者名
      Chin S, Furukawa KI et al.
    • 学会等名
      米国整形外科学会基礎学術集会(ORS)2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LECT-1, an intrinsic inhibitor of angiogenesis decreases in mesenchymal stem cells derived from ossification of the yellow ligament (OYL) patients2017

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi H, Furukawa KI, Wada K, Tanaka T, Gentaro K, Shiozaki T, Liu X, Ishibashi Y
    • 学会等名
      Orthopeadic Research Society Annual Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The H2 blocker famotidine suppressed osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells derived from patients with ossification of the posterior longitudinal ligament2017

    • 著者名/発表者名
      Liu X, Kumagai G, Wada K, Tanaka T, Shiozaki T, Sasaki A, Furukawa KI
    • 学会等名
      Orthopeadic Research Society Annual Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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