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代謝リプログラミング制御による軟骨破壊抑制ー新規関節リウマチ治療を目指してー

研究課題

研究課題/領域番号 19K09619
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関独立行政法人国立病院機構(名古屋医療センター臨床研究センター) (2022)
名古屋大学 (2019-2021)

研究代表者

小嶋 俊久  独立行政法人国立病院機構(名古屋医療センター臨床研究センター), その他部局等, その他 (70378032)

研究分担者 寺部 健哉  名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (10816870)
祖父江 康司  名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (70790715)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード軟骨代謝 / 関節リウマチ / 代謝リプログラミング / chondrocyte / metabolism / glycolysis / mechanical stress / 軟骨細胞 / メカニカルストレス / 軟骨 / 変形性関節症
研究開始時の研究の概要

解糖系代謝リプログラミング(ミトコンドリアでの好気的解糖系から嫌気的解糖glycolysisへの変化)を制御することが、炎症、悪性腫瘍の新たな治療標的として注目されている。本研究の目的は、軟骨細胞における機械的ストレスの解糖系代謝リプログラミングへの関与を明らかにし、軟骨破壊に対するglycolysisの制御によるRA治療を目指すことである。軟骨培養、マウスモデルにおいて、glycolysis阻害薬を用いて、その治療標的としての可能性について探索する。実際の病態でのglycolysisの関与をRA滑膜、骨軟骨の免疫組織染色により検討する。

研究成果の概要

本研究において、1)滑膜細胞、ウシおよびヒト軟骨細胞を用いたLPSおよび、IL-1β刺激による培養系、2)マウスの変形性関節症(半月板切除によるメカニカルストレス)モデルにて、代謝リプログラミング制御による滑膜炎抑制、軟骨破壊抑制の可能性について検証した。LPSおよび、IL-1β刺激により、タンパク分解酵素の発現、代謝リプログラミング(glycolysis、glutaminolysis、脂肪代謝)は亢進することが確認された。それぞれの代謝阻害薬は、代謝リプログラミングを制御し、軟骨破壊抑制効果が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

関節リウマチ(RA)治療において、サイトカインを標的とした分子標的治療を用いても半数以上の患者は、寛解に至らず、骨軟骨破壊が進行している。治療効果積み上げのためには、サイトカイン以外を標的にした、軟骨破壊抑制を目指す介入法が必須である。 近年、解糖系代謝リプログラミングを制御することが、炎症、悪性腫瘍の新たな治療標的として注目されている。
軟骨破壊に対する代謝リプログラミングの関与を、glycolysis、アミノ酸代謝、脂肪代謝の多方面から検討した。代謝リプログラミング制御によるRAにおける軟骨破壊抑制を目指す治療開発の足掛かりになると考える。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Metabolic reprogramming in chondrocytes to promote mitochondrial respiration reduces downstream features of osteoarthritis2021

    • 著者名/発表者名
      Ohashi Yoshifumi、Takahashi Nobunori、Terabe Kenya、Tsuchiya Saho、Kojima Toshihisa、Knudson Cheryl B.、Knudson Warren、Imagama Shiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 15131-15131

    • DOI

      10.1038/s41598-021-94611-9

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolic changes in synovial cells in early inflammation: Involvement of CREB phosphorylation in the anti-inflammatory effect of 2-deoxyglucose2021

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Kenji、Terabe Kenya、Takahashi Nobunori、Yokota Yutaka、Ohashi Yoshifumi、Hattori Kyosuke、Kihira Daisuke、Maeda Masataka、Kojima Toshihisa、Imagama Shiro
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 708 ページ: 108962-108962

    • DOI

      10.1016/j.abb.2021.108962

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Activation of transient receptor potential vanilloid 4 protects articular cartilage against inflammatory responses via CaMKK/AMPK/NF-κB signaling pathway2021

    • 著者名/発表者名
      Hattori Kyosuke、Takahashi Nobunori、Terabe Kenya、Ohashi Yoshifumi、Kishimoto Kenji、Yokota Yutaka、Suzuki Mochihito、Kojima Toshihisa、Imagama Shiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 15508-15508

    • DOI

      10.1038/s41598-021-94938-3

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脂質代謝制御による軟骨保護作用の検討2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤良 寺部健哉 高橋伸典 大橋禎史 紀平大介 前田真崇 小杉山裕旦 長谷川純也 浅井秀司 小嶋俊久 今釜史郎
    • 学会等名
      日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 脂質代謝制御による軟骨保護作用の検討2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤良 寺部健哉 高橋伸典 大橋禎史 紀平大介 前田真崇 小杉山裕亘 長谷川純也 小嶋俊久 今釜史郎
    • 学会等名
      日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 軟骨細胞におけるグルタミン代謝阻害による抗炎症効果の検討2022

    • 著者名/発表者名
      紀平大介 寺部健哉 大橋禎史 前田真崇 小杉山裕亘 佐藤良 長谷川純也 高橋伸典 小嶋俊久 今釜史郎
    • 学会等名
      日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 軟骨細胞における細胞内代謝変動の網羅的解析による検討2022

    • 著者名/発表者名
      寺部健哉 前田真崇 紀平大介 佐藤良 小杉山裕亘 長谷川純也 高橋伸典 小嶋俊久
    • 学会等名
      日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The activation of transient receptor potential vanilloid-4 inhibits IL-1β-induced articular cartilage degradation via regulation of the CaMKK/AMPK/NF-κB signaling pathway.2021

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Hattori, Nobunori Takahashi, Kenya Terabe, Toshihisa Kojima et al.
    • 学会等名
      Orthopedic Research society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The activation of transient receptor potential vanilloid-4 inhibits IL-1β-induced articular cartilage degradation via regulation of the CaMKK/AMPK/NF-κB signaling pathway.2020

    • 著者名/発表者名
      服部恭典 高橋伸典 寺部健哉 小嶋俊久他
    • 学会等名
      日本整形外科基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] IL-1b存在下におけるTRPV4の軟骨破壊に対する役割の検討2019

    • 著者名/発表者名
      服部恭典 高橋伸典 石黒直樹 小嶋俊久
    • 学会等名
      第34回日本整形外科基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] IL-1b刺激による軟骨細胞の代謝リプログラミングに対するヒアルロン酸の効果2019

    • 著者名/発表者名
      横田裕 高橋伸典 石黒直樹 小嶋俊久
    • 学会等名
      第34回日本整形外科基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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