• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

メカニカルストレスがもたらすエクソソームの変化:軟骨保護作用の可能性

研究課題

研究課題/領域番号 19K09627
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
研究機関岡山大学

研究代表者

大月 孝志  岡山大学, 保健学研究科, 客員研究員 (10534802)

研究分担者 古松 毅之  岡山大学, 大学病院, 講師 (20432651)
西田 圭一郎  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (80284058)
廣畑 聡  岡山大学, 保健学研究科, 教授 (90332791)
研究期間 (年度) 2022-11-15 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードがん / エクソソーム / EMT / CAF / メカノセンサー / マトリックス / 軟骨細胞 / miRNA / 変形性関節症 / 細胞外小胞 / 炎症性サイトカイン / 軟骨 / メカニカルストレス / 細胞外マトリックス
研究開始時の研究の概要

変形性関節症では関節軟骨が損傷し、痛みが生じ生活の質が低下する。
強いメカニカルストレス(MS)は関節軟骨の成分を分解する酵素を誘導する。これらの酵素が軟骨を分解し変形性関節症を発症・進展させると考えられてきた。
しかし、我々はMSは条件によっては軟骨を保護する方向に働くことを見いだしている。この作用はメカノセンサーを介した直接効果だけではなく、MSがもたらす細胞間の情報伝達機能を担うエクソソーム(EVs)という小胞の変化による可能性が考えられる。サイトカインで誘導された軟骨破壊性EVsから軟骨保護性EVsへの変化をmiRNAやmRNAあるいはタンパク解析によって行う。

研究実績の概要

大腸がんの悪性に関わる因子の探索を実施した。これまでの当該分野での研究でTumor buddingやpoorly differentiated clustersなどの形態学的特徴とがん悪性度が相関していることが明らかになっている。また、Cancer associated fibroblast(CAF)もまたがん悪性度と関連があることが多数報告されている。残念なことに恐らくは結果であって原因ではない。悪性度を示す要因、メカニズムを解明する必要がある。そこで形態学的に予想される悪性度の低い方からA、B、Cにグレード分けし、それぞれのCAFの性質を解析することとした。CAFにはがん細胞に対して作用することが報告されておりCAF CはCA Aと比較して強いがん細胞の増殖能を有する。この作用として増殖因子などの液性因子の関与も考えられるが、CAFの産生するエクソソームのがん細胞に及ぼす作用を検討した。CAFの培養上清からエクソソームを回収する方法を改良し、がん細胞に比べて産生するエクソソーム量の少ないCAFからもエクソソームが安定して回収できるようにしました。CAF A、CAF Cから回収したエクソソームをがん細胞に添加し、それらの上皮間葉転換能(EMT)について検討した。CAF Aエクソソームは大腸がん細胞に対して上皮マーカーであるE-cadherinの発現を誘導、間葉系マーカーであるZEB1、Snail1、Vimentinの発現を抑制した。その一方でCAF CエクソソームはSnail1、Vimentinの発現上昇させた。つまり、CAF AはEMTを抑制、CAF Cは促進することを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

英国より帰国し所属が防衛大学外科学講座に変わったため、テーマをがん研究にそったものとした。測定機器、ガラス機器、試薬と多岐に渡り不足していて研究環境を整えることに多くの時間、労力を要することとなった。変更したテーマ遂行に必要な機器をできるだけ学内で利用できるよう協力を依頼し、学内に存在しないものに関しては代用品、プロトコールを改良することでテーマの遂行にあたった。大腸がんの悪性度については形態学的な情報であるTumor buddingやpoorly differentiated clustersなどががん悪性度が相関していることが明らかになっている。分子レベルでの悪性度の解析として悪性度を示す領域のマトリックス成分の分析(組織染色、免疫染色、プロテオーム解析、空間トランスクリプトーム)等が考えられたが前述したとおり設備、機器、試薬の制限があり、CAFの産生するエクソソームのがん細胞に対する影響を解析した。エクソソームの解析では性状分析(粒子径分、電子顕微鏡観察、ウエスタン分析等)、細胞への添加試験が予定され、安定した結果を得るためにまとまった量の培養上清のロットからエクソソームを回収、小分けした小ロット保存が必須である。残念ながら、防衛医科大学の科研費に関する事務処理は甚だ時間を要し、試薬調達に時間を要したためポリマー法でのエクソソーム回収が実施できなかった。このため超遠心により個別での実施となり、サンプル間の比較には細胞培養から再度同試験をくりかえす必要があり研究遂行には当初の予定より多くの時間を要することとなったがほぼ設定した項目の検討を行えた。

今後の研究の推進方策

大腸がんの悪性度についての形態学的な情報であるTumor buddingやpoorly differentiated clustersなどから分子レベルでの悪性度の解析する為にCAFの産生するエクソソームのがん細胞に対する影響を解析することとした。エクソソームの解析では性状分析(粒子径分、電子顕微鏡観察、ウエスタン分析等)、更には細胞への添加試験が予定され、信頼しうる安定した結果を得るためにまとまった量の培養上清のロットからエクソソームを回収、小分けした小ロット保存サンプルを用いた試験が必須である。超遠心法による培養上清からのエクソソーム回収では最終的にPBSにエクソソームを懸濁する為、長期保存、サンプル比較(特に生物活性試験)には用いることができない。このような理由からポリマー法による回収方法の方が適している。今後のエクソソームの回収には超遠心法ではなく、ポリマー法での調製を行う。CAF A 、CAF Cの培養上清からポリマー法で調製したエクソソームを用いて粒子径分布測定(NanoSight)、電子顕微鏡観察、がん細胞に対する生物活性(EMT誘導能、migration活性)の検討を行う。また、EVの含有するmiRNA、ncRNA、mRNA等を次世代シーケンシングで明らかにし悪性度を規定する分子メカニズムを明らかにする。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2020 2019 その他

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 (26件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Induction of CEMIP in chondrocytes by inflammatory cytokines: underlying mechanisms and potential involvement in osteoarthritis.2020

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki T, Hatipoglu OF, Asano K, Inagaki J, Nishida K, Hirohata S.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci

      巻: 21 号: 9 ページ: 3140-3140

    • DOI

      10.3390/ijms21093140

    • NAID

      120006860099

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanical strain attenuates cytokine-induced ADAMTS9 expression via transient receptor potential vanilloid type 12019

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki T, Shinaoka A, Kumagishi-Shinaoka K, Asano K, Hatipoglu OF, Inagaki J, Takahashi K, Oohashi T, Nishida K, Naruse K, Hirohata S
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research.

      巻: 383 号: 2 ページ: 111556-111556

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2019.111556

    • NAID

      120006842048

    • 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] Bile Acid Metabolism is an Intermediary Factor between Non-Alcoholic Steatohepatitis and Ischemic Heart Disease in SHRSP5/Dmcr Rats2019

    • 著者名/発表者名
      Kumazaki Shota、Nakamura Mayu、Sasaki Shun、Tagashira Rina、Maruyama Nozomi、Sato Ikumi、Yamamoto Shusei、Ran Shang、Usui Shinichi、Shinohata Ryoko、Ohtsuki Takashi、Hirohata Satoshi、Kitamori Kazuya、Mori Mari、Yamori Yukio、Watanabe Shogo
    • 雑誌名

      Journal of Nutrition & Food Sciences

      巻: 09 号: 04 ページ: 763-763

    • DOI

      10.35248/2155-9600.19.9.763

    • 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] DR 分類別にみた癌関連線維芽細胞由来 Exosome を介した大腸癌細胞の増殖能亢進2024

    • 著者名/発表者名
      菊家健太、岡本耕一、田代恵太、梶原由規、望月早月、山寺勝人、 大月孝志、安部紘生、曽田悠葵、川内隆幸、相原一紀、 辻本広紀、岸庸二、上野秀樹
    • 学会等名
      第124回日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸癌におけるFOXC1遺伝子発現の臨床学的意義―術前内視鏡下生検組織を用いた検討2024

    • 著者名/発表者名
      山寺勝人 岡本耕一 大月孝志、梶原由規、安部紘生、曽田悠葵、田代恵太、相原一紀 川内隆幸、菊家健太、辻本広紀、岸庸二、上野秀樹
    • 学会等名
      第124回日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸癌の肺転移巣における臓側胸膜浸潤の予後予測因子としての意義2024

    • 著者名/発表者名
      梶原由規、相原一紀、橋本博史、亀田光二、望月早月、岡本耕一、山寺勝人、大月孝志、 安部紘生、曽田悠葵、田代恵太、川内隆幸、菊家健太、田代真優、廣瀬裕一、大塚泰弘、島崎英幸、辻本広紀、岸庸二、上野秀樹
    • 学会等名
      第124回日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸癌におけるがん関連線維芽細胞が分泌するtype-I collagen:Desmoplastic Reaction分類別の検討2024

    • 著者名/発表者名
      曽田悠葵、望月早月、守矢恒司、田中利明、梶原由規、岡本耕一、山寺勝人、大月孝志、安部紘生、田代恵太、菊家健太、川内隆幸、相原一紀、、辻本広紀、岸庸二、上野秀樹
    • 学会等名
      第124回日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸癌肺転移巣における線維性癌間質反応の形態分類(DR 分類)の臨床的意義2024

    • 著者名/発表者名
      相原一紀、梶原由規、橋本博史、亀田光二、望月早月、岡本耕一、山寺勝人、大月孝志、安部紘生、曽田悠葵、田代恵太、川内隆幸、菊家健太、田代真優、廣瀬裕一、大塚泰弘、島崎英幸、辻本広紀、岸庸二、上野秀樹
    • 学会等名
      第124回日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸癌における癌関連線維芽細胞の分泌する Exosome に関する検討 -PD-L1 Exosome に着目して-2024

    • 著者名/発表者名
      田代恵太、岡本耕一、望月早月、梶原由規、山寺勝人、大月孝志、安部紘生、曽田悠葵、菊家健太、川内隆幸、相原一紀、辻本広紀、岸庸二、上野秀樹
    • 学会等名
      第124回日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The Mechanism of Cardioprotective Effect of Eosinophil Cationic Protein in Anticancer Drug- induced Cardiotoxicity Model2020

    • 著者名/発表者名
      Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Takashi Ohtsuki, Junko Inagaki, Kentaro Ikemura, Shintaro kodama, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      第84回日本循環器学会学術集会(WEB開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MoleculeX siRNA attenuates bleomycin-induced pulmonary fibrosis.2020

    • 著者名/発表者名
      Omer Faruk Hatipoglu, Takahashi Hideo, Nishinaka Takashi, Ohtsuki Takashi, Inagaki Junko, Ikemura Kentaro, Hirohata Satoshi
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会(WEB開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 変形性関節症に有効な新規化合物の探索2020

    • 著者名/発表者名
      中野 愛梨、稲垣純子、大月孝志、兒玉慎太郎、オメル・F・ハティポ-ル、池村 健太郎、安藤 亮典、畑本 早紀子、立木美穂、ガブリエル オポク、西田圭一郎、廣畑 聡
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会(WEB開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NF-κBを介したCEMIP発現誘導の解析2020

    • 著者名/発表者名
      兒玉慎太郎、大月孝志、オメル・F・ハティポ-ル、池村 健太郎、安藤 亮典、中野 愛梨、畑本 早紀子、立木美穂、ガブリエル オポク、稲垣純子、西田圭一郎、廣畑 聡
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会(WEB開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The role of ADAMTS1 in ventral wall development2020

    • 著者名/発表者名
      Omer Faruk Hatipoglu, Chang Lu, Kentaro Ikemura, Yan Wanyu, Junko Inagaki, Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Takashi Ohtsuki, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      Research symposium for next generation 2020 in Okayama university
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The Mechanism of Cardioprotective Effect of Eosinophil Cationic Protein in Anticancer Drug-induced Cardiotoxicity Model2020

    • 著者名/発表者名
      Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Takashi Ohtsuki, Junko Inagaki, Kentaro Ikemura, Shintaro Kodama, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      The 84th Annual meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] MoleculeX siRNA attenuates bleomycin-induced pulmonary fibrosis2019

    • 著者名/発表者名
      Omer Faruk Hatipoglu, E Uctepe, E. Gunduz, M. Gunduz, M. Acar, T Ohtsuki, J Inagaki, S Hirohata
    • 学会等名
      Joint Conference of 51th Annual Meeting of the Japanese Society of Connective Tissue Research (JSCTR)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cardioprotective effect of eosinophil cationic protein in rat cardiotoxicity model caused by anti-cancer agent2019

    • 著者名/発表者名
      Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Kentaro Ikemura, Junko Inagaki , Takashi Ohtsuki, Omer Faruk Hatipoglu, Shogo Watanabe, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      Joint Conference of 51th Annual Meeting of the Japanese Society of Connective Tissue Research (JSCTR)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Isolation and functional screening of osteoarthritis related miRNA2019

    • 著者名/発表者名
      Miho Tachiki, Omer faruk Hatipogl, Takashi Ohtsuki, Junko Inagaki, Takuto Nishimura, Yuka Ooka, Kentaro Ikemura, Chang Lu, Yan Wanyu, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      The 14th JAPANESE ASSOCIATION OF MEDICAL TECHONOLOGY EDUCATION
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Heart protective effects of eosinophyl cationic protein was assayed using by toxinc drug model2019

    • 著者名/発表者名
      Takuto Nishimura, Omer faruk Hatipogl, Takashi Ohtsuki, Junko Inagaki, Miho Tachiki, Chang Lu, Yan Wanyu,Kentaro Ikemura, Kentaro Kodama, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      The 14th JAPANESE ASSOCIATION OF MEDICAL TECHONOLOGY EDUCATION
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Isolation and characterization of OA related extracellular vesicles2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Shintaro Kodama, Yan Wanyu, Liu Guole, Omer Faruk Hatipoglu, Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Junko Inagaki, Hiroshi Yamada, Takayuki Furumatsu, Keiichiro Nishida, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      11th Annual Meeting of the Japan CCN family study group
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cartilage matrix regeneration by understanding miRNA and Exosomes2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Yan Wanyu, Shintaro Kodama, Liu Guole, Omer Faruk Hatipoglu, Junko Inagaki, Ken Takahashi, Hiroshi Yamada, Toshitaka Ohashi, Takayuki Furumatsu, Keiichiro Nishida, Yasunori Okada, Suneel S, Apte, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      Brainstorming 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of exosome uptake by chondrocyte2019

    • 著者名/発表者名
      Shitaro Kodama, Yan Wanyu, Liu Guole, Takashi Ohtsuki, Omer Faruk Hatipoglu, Takuto Nishimura, Miho Tatiki, Junko Inagaki, Hiroshi Yamada, Keiichiro Nishida, Sun Liankun, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      Brainstorming 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CD9 antibody treated Extracellular Vesicles reduced uptake by chondrocyte2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Yan Wanyu, Shintaro Kodama, Liu Guole, Omer Faruk Hatipoglu, Junko Inagaki, Hiroshi Yamada, Takayuki Furumatsu, Keiichiro Nishida, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      Japanese Society for Extracellular Vesiles 6th annual meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization and uptake mechanism of OA related extracellular vesicles2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Yan Wanyu, Shintaro Kodama, Liu Guole, Omer Faruk Hatipoglu, Junko Inagaki, Hiroshi Yamada, Takayuki Furumatsu, Keiichiro Nishida, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      The First International Symposium for Intercellular Communication and Extracellular Vesicles I
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EMT in A431 cells caused matrix degradative enzymes expression2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Yuri Shoji, Shintaro kodama, Yan wanyu, Omer Faruk Hatipoglu, Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Junko Inagaki, Sachio Ito, Hiroshi Katayama, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      The 42nd Annual Meeting of the molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] IL-1beta treatment up-regulated CD9 in exosome and chondrocyte2019

    • 著者名/発表者名
      Yan Wanyu, Shintaro Kodama, Liu Guole, Takashi Ohtsuki, Omer Faruk Hatipoglu, Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Junko Inagaki, Hiroshi Yamada, Takayuki Furumatsu, Keiichiro Nishida, Liankun Sun, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      The 42nd Annual Meeting of the molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Critical role of ADAMTS1 in the development of ventral wall2019

    • 著者名/発表者名
      Chang Lu, Omer Faruk Hatipoglu, Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Junko Inagaki, Takashi Ohtsuki, Liankun Sun, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      The 42nd Annual Meeting of the molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ADAMTS1 KO mice have tougher skin and altered skin ECM content and structure2019

    • 著者名/発表者名
      Omer Faruk Hatipoglu, Ayumi Domoto, Ayaka Hamai, Chang Lu, Takashi Ohtsuki, Junko Inagaki, Takuto Nishimura, Miho Tachiki, Kentaro Ikemura, Satoshi Hirohata
    • 学会等名
      The 42nd Annual Meeting of the molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of cytokine-induced ADAMTS expression by hyaluronan and mechanical force2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki
    • 学会等名
      Life Science Center for Survival Dynamics, Tsukuba Advanced Research Alliance seminar
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      https://okadaihirohatalab.jimdofree.com/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 岡山大学保健学研究科廣畑研究室

    • URL

      https://okadaihirohatalab.jimdofree.com/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi