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関節炎モデルを用いた間葉系幹細胞の疼痛抑制と軟骨保護機能に関わる分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K09513
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
研究機関金沢医科大学

研究代表者

市堰 徹  金沢医科大学, 医学部, 教授 (30307631)

研究分担者 島崎 都  金沢医科大学, 医学部, 講師 (00440511)
上田 善道  金沢医科大学, 医学部, 教授 (50271375)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード骨髄間葉系幹細胞 / ホーミング / 軟骨 / モノヨード酢酸 / CXCL12/CXCR4 / 軟骨損傷 / 関節炎モデル / 変形性関節症 / RNA sequencing / Homing / 間葉系幹細胞 / 疼痛抑制 / 軟骨保護
研究開始時の研究の概要

変形性関節症(OA)は加齢に伴い増加する疾患で、関節軟骨の損傷による疼痛に伴いQOLの著しい低下をもたらすことから、予防法および低侵襲性治療の確立は、非常に重要な課題である。
我々は、骨髄由来間葉系組織幹細胞(BM-MSC)の単回関節内注入による疼痛抑制因子と軟骨保護因子の増加、経静脈投与による骨・軟骨損傷部位へのMSCの集積と傷害抑制機能を報告した。本研究ではOAの予防と低侵襲性治療を確立するために、関節 軟骨傷害部でのBM-MSCの疼痛抑制、軟骨損傷阻止・機能保護と関節炎部への集積に関わる詳細な分子機構について、新規のRNA sequencing法と遺伝子パスウェイ解析により検証する。

研究成果の概要

軟骨損傷動物モデルで骨髄間葉系幹細胞(BM-MSC)の修復・予防効果および疼痛抑制効果について研究をおこなった。損傷した軟骨組織にBM-MSCのホーミングに関わる因子の発現を認めた。また、軟骨保護因子であるTNF-α induced protein 6(TSG6)の発現増加および脊髄後角における疼痛関連因子であるCalcitonin gene related peptide (CGRP)の発現が抑制された。BM-MSCのin vitroによる研究からストレス耐性も確認できた。本研究から、損傷部位におけるBM-MSCの軟骨保護および疼痛抑制効果が確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢化社会の現在、変形性関節症の罹患率は非常に増加している。本疾患の予防や、本疾患による疼痛改善は、今後も高齢化が進む日本において最重要課題である。今回の研究からBM-MSCの関節内投与および経静脈投与により損傷した軟骨組織へのMigration/Homingを認め、疼痛改善効果も確認できた。本研究結果は、今後の再生医療や予防医学を含むBM-MSCの治療方法の応用に非常に役立つと考えられた。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Resistance of bone marrow mesenchymal stem cells in a stressed environment - Comparison with osteocyte cells2021

    • 著者名/発表者名
      Miyako Shimasaki , Shusuke Ueda , Toru Ichiseki , Hiroaki Hirata , Norio Kawahara , Yoshimichi Ueda.
    • 雑誌名

      International Journal of Medical Sciences

      巻: 18 号: 6 ページ: 1375-1381

    • DOI

      10.7150/ijms.52104

    • 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] Glucocorticoid-induced osteocytic cell death in a hypoxic environment is associated with necroptosis2021

    • 著者名/発表者名
      S.Ueda, T.Ichiseki, M.Shimasaki, H.Hirata, N.Kawahara, Y.Ueda
    • 雑誌名

      Bio Chem (ISSN: 2673-6411)

      巻: 1 号: 2 ページ: 98-106

    • DOI

      10.3390/biochem1020009

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] ステロイド関連骨壊死に対する病態研究の最新情報2021

    • 著者名/発表者名
      植田修右, 市堰 徹, 兼氏 歩
    • 雑誌名

      関節外科

      巻: 40 ページ: 1261-1265

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度応答性培養皿Cepallet R によって作製された脂肪由来幹細胞シートの走査型電子顕微鏡での形態学的な観察2022

    • 著者名/発表者名
      瀧 康彦, 福 淳史, 中村有香, 谷田育宏, 野崎香於利, 市堰 徹, 石垣靖人, 下平滋隆, 大澤 敏, 川原範夫
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SphereRing R を用いて脂肪由来幹細胞より形成されたスフェロイドの解析2022

    • 著者名/発表者名
      福 淳史, 瀧 康彦, 中村有香, 谷田育宏, 野崎香於利, 市堰 徹, 石垣靖人, 下平滋隆, 大澤 敏, 川原範夫
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレス環境下骨細胞壊死における酸化ストレスとミトコンドリア障害の関与と予防2021

    • 著者名/発表者名
      植田修右, 市堰 徹, 平田寛明, 川原範夫
    • 学会等名
      第53回日本臨床分子形態学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア転写因子 A によるストレス環境下骨細胞壊死の予防2021

    • 著者名/発表者名
      植田修右, 市堰 徹, 平田寛明, 相馬大輔, 川原範夫
    • 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] 低酸素環境下ステロイド添加骨細胞におけるタウリンの効果2021

    • 著者名/発表者名
      平田寛明, 市堰 徹, 植田修右, 相馬大輔, 川原範夫
    • 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] 変形性膝関節症に対する自家脂肪組織由来微小細断脂肪組織片(MFAT)投与の短期成績2021

    • 著者名/発表者名
      舘 慶之, 平田寛明, 市堰 徹, 兼氏 歩, 川原範夫
    • 学会等名
      第137回中部日本整形外科災害外科学会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 肩腱板断裂に対する病態研究とその予防2021

    • 著者名/発表者名
      植田修右, 市堰 徹, 平田寛明, 相馬大輔, 兼氏 歩, 川原範夫
    • 学会等名
      第137回中部日本整形外科災害外科学会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 家脂肪組織由来微小細断脂肪組織片(Micro-Fragmented Adipose Tissue:MFAT)を用いた変形性膝関節症に対する治療の短期成績2021

    • 著者名/発表者名
      舘 慶之, 平田寛明, 市堰 徹, 川原範夫
    • 学会等名
      第49回北陸リウマチ・関節研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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