運動器疾患感受性遺伝子の機能解明に立脚した軟骨変性治療

• 研究課題/領域番号: 20390395
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 木村 友厚 富山大学, 大学院・医学薬学研究部(医学), 教授 (80167379)
• 研究分担者: 川口 善治 富山大学, 大学院・医学薬学研究部(医学), 准教授 (00262527) ; 関 庄二 富山大学, 大学院・医学薬学研究部(医学), 助教 (00432112)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2010年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2009年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2008年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: 関節病学 / 軟骨 / 感受性遺伝子 / 椎間板 / 変性 / 疾患感受性遺伝子 / 環境因子

研究概要

脊椎椎間板および関節軟骨の変性に関連する遺伝子として明らかにされた疾患感受性遺伝子CILPについて、まずそのin vivoでの機能を明らかにするために、軟骨および髄核特異的にCILP発現を示すconditional Tgマウスを作成した。異なるエンハンサー下に、髄核でのCILP過剰発現を示すマウスと、髄核での発現のないマウス系統を詳細に比較することにより、CILP発現によって早期に髄核変性が惹起されることを組織学的に明らかにした。またそれはin vivoでCILPとTGFが結合し、続いてSMADを介する下流シグナルの抑制が生じ、その結果マトリックス産生が抑制される事によることを明らかにした。さらにアグリカナーゼやMMP-13をはじめとするマトリックス分解系の亢進と髄核細胞のアポトーシスも生じることも示し、疾患感受性遺伝子として分離したCILPが実際にinvivoで軟骨(椎間板)のマトリックス代謝を負に制御することを初めて示した。
これに基づいてCILPの関る軟骨代謝ステップを制御する治療の検討を開始し、その一つとして、catabolism制御の目的でin vivoでのアグリカナーゼ抑制をsiRNAを用いて試み、その結果アグリカナーゼをターゲットとして椎間板変性進行が阻止できることを明らかにした。さらにCILPの関るマトリックス代謝の上流因子であるc-Fos/AP-1もターゲットとし、変形性関節症モデル動物に対して新たに開発されたc-FOS/AP-1阻害薬を連日経口投与することにより、アグリカナーゼやMMP-13発現が抑えられ、関節軟骨変性の進行が完全に阻止できることが明らかとなり、今後の軟骨変性治療の実際的な分子標的候補を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Ionizing radiation enhances tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)-induced apoptosis through up-regulations of death receptor 4(DR4) and death receptor 5(DR5) in human osteosarcoma cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Hori T, Kondo T, Kanamori M, Tabuchi Y, Ogawa R, Zhao QL, Ahmed K, Yasuda T, Seki S, Suzuki K, Kimura T.
  • 雑誌名: J Orthop Res 巻: 28 ページ: 739-745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential expression of Tenomodulin and Chondromodulin-1 at the insertion site of the tendon reflects a phenotypic transition of the resident cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukata K, Matsui Y, Shukunami C, Takimoto A, Hirohashi N, Ohtani O, Kimura, T. Hiraki Y, Yasui N.
  • 雑誌名: Tissue Cell 巻: 42 ページ: 116-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nutlin-3 enhances tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)-induced apoptosis through up-regulation of death receptor 5(DR5) in human sarcoma HOS cells and human colon cancer HCT116 cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Hori T, Kondo T, Kanamori M, Tabuchi Y, Ogawa R, Zhao QL, Ahmed K, Yasuda T, Seki S, Suzuki K, Kimura T.
  • 雑誌名: Cancer Lett 巻: 287 ページ: 98-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myxoid liposarcoma with EWS-CHOP type I fusion gene (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Matsui Y, Endo K, Kubo T, Hasegawa T, Kimura T, Ohtani O, Yasui N.
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 30 ページ: 4679-4683
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specificity of fusion genes in adipocytic tumors (2010)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, Matsui Y, Naka N, Araki N, Myoui A, Endo K, Yasui N, Ohtani O, Suzuki K, Kimura T, Yoshikawa H, Ueda T.
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 30 ページ: 661-664
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionizing radiation enhances tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)-induced apoptosis through up-regulations of death receptor 4 (DR4) and death receptor 5 (DR5) in human osteosarcoma cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hori T, et al.
  • 雑誌名: J.Orthop.Res. 巻: 28 ページ: 739-745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biomechanical effects of patellar positioning on intraoperative knee jointgap measurement in total knee arthroplasty. (2010)
  • 著者名/発表者名: Gejo R, et al.
  • 雑誌名: Clin Biomechanics 巻: 25 ページ: 352-358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiographic progression in weight-bearing joints of patients with rheumatoid arthritis after TNF-blocking therapies (2009)
  • 著者名/発表者名: Seki E, Matsushita I, Sugiyama E, Taki H, Shinoda K, Honoki H, Motomura H, Kimura T.
  • 雑誌名: Clin Rheumatol 巻: 28 ページ: 453-460
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of a new human osteosarcoma cell line, UTOS-1 : cytogenetic characterization by array comparative genomic hybridization (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Kanamori M, Nogami S, Hori T, Oya T, Suzuki K, Kimura T.
  • 雑誌名: J Exp Clin Cancer Res 巻: 28 ページ: 26-26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of the tag SNPs in the human SKT gene(KIAA1217) with lumbar disc herniation (2009)
  • 著者名/発表者名: Karasugi T, Semba K, Hirose Y, Kawaguchi Y, Kimura T, Ikageka S, et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: 24 ページ: 1537-1543
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of small interference RNA(siRNA) for ADAMTS5 on intervertebral disc degeneration in the rabbit anular needle-puncture model (2009)
  • 著者名/発表者名: Seki S, Asanuma-Abe Y, Masuda K, Kawaguchi Y, Asanuma K, Muehleman C, Iwai A, Kimura T.
  • 雑誌名: Arthritis Res Ther 巻: 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of small interference RNA (siRNA) for ADAMTS5 on intervertebral disc degeneration in the rabbit anular needle-puncture model. (2009)
  • 著者名/発表者名: Seki S, et al.
  • 雑誌名: Arthritis Res Ther 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of the tag SNPs in the human SKT gene (KIAA1217) with lumbar disc herniation (2009)
  • 著者名/発表者名: Karasugi T, et al.
  • 雑誌名: J Bone Mineral Res 24 ページ: 1537-1543
  • 査読あり
• [雑誌論文] 遺伝子学的手法を用いた腰痛疾患へのアプローチ (2009)
  • 著者名/発表者名: 川口善治, ほか
  • 雑誌名: 日脊会誌 20 ページ: 848-855
  • NAID: 10027252753
• [雑誌論文] Anti-arthritic effects of combined treatment with histone deacetylase inhibitor and low-intensity ultrasound in the presence of microbubbles in human rheumatoid synovial cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura C, Matsushita I, Kosaka E, Kondo T, Kimura T.
  • 雑誌名: Rheumatology 巻: 47 ページ: 418-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] PDGF receptorβis a potent regulator of mesenchymal stromal cell function (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga A, Oya T, Ishii Y, Motomura H, Nakamura C, Ishizawa S, Fujimori T, Nabeshima Y, Umezawa A, Kanamori M, Kimura T, Sasahara M.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 巻: 23 ページ: 1519-1528
  • 査読あり
• [雑誌論文] A functional polymorphism in THBS2 that affects alternative splicing and MMP binding is associated with lumbar-disc herniation (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirose Y, Chiba K, Karasugi T, Nakajima M, Kawaguchi Y, Mikami Y, Furuichi T, Mio F, Miyake A, Miyamoto T, Ozaki K, Takahashi A, Mizuta H, Kubo T, Kimura T, Tanaka T, Toyama Y, Ikegawa S.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 82 ページ: 1122-1129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanism of apoptosis and gene expressions in human lymphoma U937 cells treated with anisomycin (2008)
  • 著者名/発表者名: Hori T, Kondo T, Tabuchi Y, Takasaki I, Zhao Q, Kanamori M, Yasuda T, Kimura T.
  • 雑誌名: Chem Biol Int 巻: 172 ページ: 125-140
• [雑誌論文] PDGF receptor β is a potent regulator of mesenchymal stromal cell Function. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga A, et al.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 23 ページ: 1519-1528
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional polymorphism in THBS2 that affects alternative splicing and MMP binding is associated with lumbar-disc herniation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirose Y, et al.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 82 ページ: 1122-1129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of ossified lesions in the upper cervical spine associated with ossification of the posterior longitudinal ligament of the lower cervical spine. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi Y, et al.
  • 雑誌名: J Bone Joint Surg Am 90 ページ: 748-753
  • 査読あり
• [学会発表] c-FOS/AP-1阻害は変形性関節症モデルの軟骨破壊を抑制する (2011)
  • 著者名/発表者名: 元村拓、松井好人、関庄二、塩沢俊一、木村友厚
  • 学会等名: 第26回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 前橋
• [学会発表] CILP, cartilage intermediate layer protein, promotes lumbar disc degeneration (2010)
  • 著者名/発表者名: Seki S, Tsumaki N, Kawaguchi Y, Abe Y, Suzuki K, Iwai A, Oya T, Ikegawa S, Kimura T.
  • 学会等名: 56^<th> Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
  • 発表場所: New Orleans
• [学会発表] Small interference RNA(siRNA) of ADAMTS4 and ADAMTS5 in nucleus pulposus cells in vitro and effects of ADAMTS5 siRNA in the rabbit anular needle puncture model (2010)
  • 著者名/発表者名: Seki S, Abe Y, Kawaguchi Y, Asanuma K, Masuda K, Kimura T.
  • 学会等名: 37^<th> Annual Meeting International Society for the Study of the Lumbar Spine
  • 発表場所: AucklandChiba
• [学会発表] Polymorphisms in genes encoding extracellular matrix proteins are associated with susceptibility to lumbar disc herniation (2010)
  • 著者名/発表者名: K, Mio F, Hirose Y, Kawaguchi Y, Mikami Y, Kimura T, Kubo T, Toyama Y, Ikegawa S.
  • 学会等名: ISSLS Annual Meeting
  • 発表場所: Newzeland
• [学会発表] Czech dysplasia occurring in a Japanese Family (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsui Y, Michigami T, Kawabata H, Kimura T, Ohtani O, Nishimura G.
  • 学会等名: 第83回日本整形外科学会学術総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Small interference RNA(siRNA) of ADAMTS4 and ADAMT 5 in nucleus pulposus cells in vitro and effects of ADAMTS5 siRNA in the rabbit annular needle puncture model. (2010)
  • 著者名/発表者名: Seki S, et al.
  • 学会等名: Annual Meetingg of the International Society for the Study of the Lumbar Spine
  • 発表場所: Auckland, New Zealand.
• [学会発表] A functional polymorphism in COL11A1 is associated with susceptibility to lumbar disc herniation (2009)
  • 著者名/発表者名: Mio F, Chiba K, Kawaguchi Y, Mikami Y, Seki S, Mori M, Hirose Y, Kubo T, Kimura T, Toyama Y, Ikegawa S.
  • 学会等名: 5^<th> Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society
  • 発表場所: Las Vegas
• [学会発表] Small interference RNA(siRNA) of ADAMTS4 and ADAMTS5 in NP cells in vitro and effect of ADAMTS5 siRNA in the rabbit anular needle puncture model (2009)
  • 著者名/発表者名: Seki S, Abe Y, Kawaguchi Y, Asanuma K, Masuda K, Kimura T.
  • 学会等名: 36rd Annual Meeting of the International Society for the Study of the Lumber Spine
  • 発表場所: Miami
• [学会発表] Osteoarthritis and cartilage degeneration : Where are we? (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura T.
  • 学会等名: First Indonesia Japan Rheumatology Forum
  • 発表場所: Bali
• [学会発表] 骨関節と細胞外マトリックス (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村友厚
  • 学会等名: 第114回日本解剖学会総会全国学術集会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Effect of small interference RNA (siRNA) for ADAMTS5 on intervertebral disc degeneration in the rabbit annular needle puncture model. (2008)
  • 著者名/発表者名: Seki S
  • 学会等名: Spineweek
  • 発表場所: Geneva