サイクリックAMPが関節軟骨細胞分化に与える影響とその機序解明

• 研究課題/領域番号: 19K09630
• 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: 大阪市立大学
• 研究代表者: 間中 智哉 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 病院講師 (50382122)
• 研究分担者: 大田 陽一 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (50633484)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 関節軟骨 / 永久軟骨細胞 / サイクリックAMP / 骨・軟骨代謝学

研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、サイクリックAMP(ｃAMP)が、関節軟骨、特に表層に存在する永久軟骨細胞に与える影響とその機序を解明することである。関節軟骨の変性が主な病態である変形性関節症の患者数は、超高齢社会を迎えて急速に増加している。これら運動器疾患の進行予防は、健康寿命延伸に直結する。これまで、EP2受容体選択的アゴニストによる軟骨欠損修復作用やPTH(1-34)の関節内投与による軟骨変性抑制効果の報告がされてきたが、これらの薬剤には細胞内cAMP濃度を上昇させるという共通の作用がある。そこで、本研究では永久軟骨細胞に対するcAMPシグナルの効果に着目し、研究を遂行する予定である。

研究成果の概要

本研究の目的は、サイクリックAMPが、関節軟骨の表層に存在する永久軟骨細胞に与える影響とその機序を解明することである。マウス骨端部の軟骨細胞から表層軟骨細胞を分離し培養を行った。forskolin添加後のRNAを回収し、関節軟骨マーカーとしLubricin/PRG-4及びPTHrPの発現量を、また、軟骨細胞分化マーカーとしてType Xコラーゲンの発現量をReal time RT-PCR法を用いて評価を行った。forskolin投与細胞ではLubricin/PRG-4及びPTHrPの発現量は非投与細胞と比較して有意に上昇し、Type Xコラーゲンに関しては非投与細胞と比較して有意に減少した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

表層軟骨細胞においてアデニル酸シクラーゼ活性作用により細胞内サイクリックAMP濃度を上昇させる効果のあるforskolin投与により、関節軟骨マーカーのRNA発現量が上昇し、軟骨分化マーカーの発現量は減少した。
本研究の結果から、サイクリックAMPは関節軟骨の表層に存在する永久軟骨細胞分化を制御することが考えられた。サイクリックAMPシグナルによる関節軟骨表層細胞をターゲットとした関節軟骨変性予防効果が期待できるのではないかと考えている。