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ヒアルロン酸レセプターCD44の断片化阻害による、軟骨細胞の脱分化抑制効果

研究課題

研究課題/領域番号 19K09620
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
研究機関愛知医科大学 (2021-2023)
名古屋大学 (2019-2020)

研究代表者

高橋 伸典  愛知医科大学, 医学部, 教授 (20570196)

研究分担者 小嶋 俊久  名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (70378032)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード変形性関節症 / 関節軟骨変性 / ヒアルロン酸 / CD44断片化 / 関節軟骨変性の抑制 / CD44 / 関節軟骨変性抑制
研究開始時の研究の概要

「CD44の断片化阻害による脱分化抑制の試み」に関する検討を更に進めると共に、これまでのデータを基にして「CD44断片化抑制によるOA治療の可能性」と「広範囲自家培養軟骨移植への応用の可能性」についての検討を中心にすえている。実用レベルの脱分化抑制効果が確認できれば、新たな治療介入点として今後のOA治療に、またより多くの細胞数確保が必要である広範囲培養軟骨細胞移植にと、新たな展望が期待できる。
CD44断片化モデル最大の強みは、これまでin vitroで用いられてきた様々なCD44-HA結合喪失モデルと違い、OAの生体組織内で確認がされているという点である。

研究成果の概要

本研究期間において、主としてCD44の断片(CD44-ICD)自体が関節軟骨細胞の脱分化を誘導する事実と、CD44の断片化を阻害することで脱分化が抑制されることを明らかにした。更に関節軟骨特異的にADAM10(CD44断片化における主要プロテアーゼ)をノックアウトしたマウス(Col2a1-cre; ADAM10)では、野生型と比較して変形性関節症モデル(内側半月板不安定化)における関節軟骨変性が抑制されることを明らかにした。
CD44の断片化は機能的ヒアルロン酸受容体の減少のみならず、CD44-ICD産生による脱分化誘導によっても細胞外マトリクス喪失に直結する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

変形性関節症(OA)の根本的治療薬が存在しない現在、その病態と進行のメカニズムの理解を深めることが急務である。ヒアルロン酸は関節軟骨を構成する主要な細胞外マトリックスの一つであり、その機能を健全に保持するためには受容体であるCD44の機能が保たれることが必要である。本研究によりCD44の断片化を阻害することにより関節軟骨細胞の脱分化と機能性保持が示されたことは、今後のOA診療において新たな選択肢が生まれる可能性につながる。すなわちヒアルロン酸の関節内補充にCD44断片化阻害併用することによる効果増強は社会的意義が大きい。方法論確立と社会実装にむけて更なる開発を進める必要がある。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 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

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件)

  • [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
  • [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] Hyaluronan suppresses enhanced cathepsin K expression via activation of NF-κB with mechanical stress loading in a human chondrocytic HCS-2/8 cells2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Mochihito、Takahashi Nobunori、Sobue Yasumori、Ohashi Yoshifumi、Kishimoto Kenji、Hattori Kyosuke、Ishiguro Naoki、Kojima Toshihisa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 216-216

    • DOI

      10.1038/s41598-019-57073-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simvastatin promotes restoration of chondrocyte morphology and phenotype2019

    • 著者名/発表者名
      Terabe Kenya、Takahashi Nobunori、Cobb Michelle、Askew Emily B.、Knudson Cheryl B.、Knudson Warren
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 665 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.abb.2019.01.038

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibition of CD44 intracellular domain production suppresses bovine articular chondrocyte de-differentiation induced by excessive mechanical stress loading2019

    • 著者名/発表者名
      Sobue Yasumori、Takahashi Nobunori、Ohashi Yoshifumi、Suzuki Mochihito、Nishiume Tsuyoshi、Kobayakawa Tomonori、Terabe Kenya、Knudson Warren、Knudson Cheryl、Ishiguro Naoki、Kojima Toshihisa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 14901-14901

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50166-4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyaluronan promotes TRPV4-induced chondrogenesis in ATDC5 cells2019

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Yoshikazu、Takahashi Nobunori、Takemoto Toki、Nishiume Tsuyoshi、Suzuki Mochihito、Ishiguro Naoki、Kojima Toshihisa
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 8 ページ: e0219492-e0219492

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0219492

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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2023

    • 著者名/発表者名
      寺部健哉
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [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2023

    • 著者名/発表者名
      紀平大介
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂質代謝制御による軟骨保護作用の検討2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤良
    • 学会等名
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Metabolic Reprogramming In Chondrocytes To Promote Mitochondrial Respiration Reduces Downstream Features Of Osteoarthritis2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Ohashi; Nobunori Takahashi; Kenya Terabe; Saho Tsuchiya; Toshihisa Kojima; Warren Knudson; Cheryl Knudson; Shiro Imagama
    • 学会等名
      Orthopaedic Research Society 2021 Annual Meeting Registration
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metabolic reprogramming via glutamine metabolism in chondrocytes under inflammatory conditions2022

    • 著者名/発表者名
      Kihira Daisuke;Nobunori Takahashi;Kenya Terabe; Toshihisa Kojima;Yoshifumi Ohashi;Masataka Maeda;Ryo Sato;Hironobu Kosugiyama;Jyunya Hasegawa;Shiro Imagama
    • 学会等名
      Orthopaedic Research Society 2021 Annual Meeting Registration
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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作用の検討2022

    • 著者名/発表者名
      紀平 大介、高橋 伸典、寺部 健哉、大橋 禎史、小嶋 俊久、今釜 史郎
    • 学会等名
      第 34 回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] AICARの軟骨保護には細胞内代謝の変化が関係する2022

    • 著者名/発表者名
      前田 真崇、寺部 健哉、浅井 秀司、高橋 伸典、小嶋 俊久、今釜 史郎
    • 学会等名
      第 34 回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子ヒアルロン酸のNF-kB経路に対する影響の検討2022

    • 著者名/発表者名
      小杉山 裕亘、高橋 伸典、寺部 健哉、大橋 禎史、小嶋 俊久
    • 学会等名
      第 34 回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 関節炎の炎症抑制における脂肪酸代謝の関与2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤 良、寺部 健哉、大橋 禎史、高橋 伸典、小嶋 俊久、今釜 史郎
    • 学会等名
      第 34 回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 変形性膝関節症のヒアルロン酸治療 ―分子生物学的理解―2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 伸典
    • 学会等名
      第36回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Exogenous hyaluronan can affect the metabolic reprogramming in articular chondrocytes treated with IL-1b2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Yokota, Nobunori Takahashi
    • 学会等名
      Annual meeting of Orthopaedic Research Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4-methylumbelliferoneと2-deoxyglucoseの軟骨保護作用の作用機序2019

    • 著者名/発表者名
      大橋禎史、高橋伸典
    • 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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] IL-1β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
    • 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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 滑膜様細胞株におけるcarbenoxoloneの抗炎症効果の検討2019

    • 著者名/発表者名
      岸本賢治、高橋伸典
    • 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
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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