| 研究課題/領域番号 |
20K11345
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 聖マリアンナ医科大学 |
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研究代表者 |
油井 直子 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (20266696)
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| 研究分担者 |
遊道 和雄 聖マリアンナ医科大学, 医学研究科, 教授 (60272928)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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)
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| キーワード | 力学的ルストレス / 細胞エネルギー代謝 / 核酸修復酵素 / 軟骨細胞 / 半月板細胞 / メカニカルストレス / 核酸損傷 / 変形性関節症 / 半月細胞 / 機械的ストレス / 核酸修復 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
軟骨細胞と半月板細胞において、メカニカルストレスに応答して「DNA損傷修復酵素調節機構」は防御機構として働くも、外因性ストレスに抗しきれなくなって防御機能が低下すると、関節支持組織としての軟骨と半月板は変性が進行していくことを示唆する知見を得た。本申請では、メカニカルストレスに応答するDNA損傷修復機構と細胞エネルギー代謝（解糖系・ATP産生）調節機構を軟骨細胞と半月板細胞とで比較し、関節組織のメカニカルストレス応答機構、防御機構および関節変性の機序を解明して治療法開発の基盤を確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究において、力学的ストレスに応答し、軟骨細胞および半月板細胞のエネルギー代謝（グルコース取り込み、ATP産生）は一過性に亢進し、ミトコンドリア内のクエン酸回路－電子伝達系の亢進により過剰の活性酸素種が発生して漏出すること、この過剰な活性酸素種がDNA酸化損傷の一因となることを確認した。また、ATP産生量を制御する細胞内エネルギーセンサーの役割を持つ5'-AMP-activated protein kinaseとNAD依存性脱アセチル化酵素活性を持つsirtuin-1は、相互に正のフィードバック機構を形成して細胞エネルギー代謝を調節し、力学的ストレスに応答して変化することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
関節への過度の力学的ストレスは、軟骨細胞・半月板細胞の活性低下、軟骨コラーゲンや半月板など基質の変性・破壊、軟骨下骨層の変性および関節機能障害を惹起し、変形性関節症などの関節障害の病因病態に関与すると考えられている。これまで、軟骨細胞および半月細胞が力学的ストレスをどのように感受して応答するのか（ストレス感受・応答因子）、病的・過剰な力学的ストレスに対して防御反応・機構はあるのか、さらに力学的ストレス感受・応答機構と関節変性機序との関連については未解明な点が多かったが、本研究によって軟骨細胞・半月板細胞の力学的ストレス応答機構の解明の糸口が得られた。さらに研究を進め、治療法開発につなげていく。
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