CCN3を介した新たな軟骨細胞老化制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 20K18601
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分57050:補綴系歯学関連
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 桑原 実穂 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (30868287)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 加齢 / 細胞老化 / CCN3 / 軟骨 / 軟骨細胞 / 酸化ストレス / 変形性関節症 / 細胞周期停止因子 / 細胞老化関連分泌形質（SASP） / 関節軟骨

研究開始時の研究の概要

加齢をリスクファクターとする変形性関節症は、顎関節を含む全身の関節で起こり、進行によって生じる関節機能障害や疼痛は日常生活動作や社会的活動を大きく制限するにも関わらず、根治療法は確立していない。その発症機構に細胞老化が関与する事が知られているが詳細は未解明である。
申請者らは、軟骨組織において多様な生理機能を持つCCNファミリー遺伝子のうち、高齢のヒトから得た軟骨細胞や、人為的に老化を誘導した軟骨細胞でCCN3遺伝子の発現上昇を認めた。この予備的知見をもとに、①CCN3は軟骨細胞老化促進因子であるという仮説を検証するとともに、②CCN3を介した新たな軟骨細胞老化機構の分子メカニズム解明を目指す。

研究成果の概要

本研究ではヒト初代関節軟骨細胞において年齢とCCN3遺伝子発現レベルに正の相関関係を認めたこと、老化誘導によりCCN3発現亢進を認めたことから、加齢によるCCN3発現促進が示唆された。さらに、軟骨特異的CCN3過剰発現マウスの関節軟骨に変性所見を認め、細胞老化関連分泌形質（SASP）因子の産生亢進が確認された。またプロモータージーンアッセイによる解析から、CCN3はp53の誘導を介しp21の活性を上昇させることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究成果は、加齢に伴いCCN3発現が誘導されるだけでなく、CCN3の過剰発現により軟骨組織の変性を誘発することを示している。またCCN3の細胞周期調節因子への影響を明らかにし、軟骨細胞老化におけるCCN3の新たな役割を提示した点で学術的な意義がある。さらに今回の成果は、加齢性の変形性関節症発祥の病態解明の一助にもなると考えられ、その社会的な意義も大きい。

研究成果

• [雑誌論文] Newly designed flat surface artificial tongue system for speech improvement in glossectomy patients: A preliminary study (2022)
  • 著者名/発表者名: Nagatsuka Hiroaki、Kawakami Shigehisa、Kuwahara Miho、Kubota Chie、Kodama Naoki、Minagi Shogo
  • 雑誌名: Journal of Prosthodontic Research 巻: 66 号: 1 ページ: 87-92
  • DOI: 10.2186/jpr.JPR_D_20_00230
  • NAID: 130008140808
  • ISSN: 1883-1958, 1883-9207
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lack of occlusal support did not impact amyloid β deposition in APP knock-in mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Murakami Asuka、Hara Tetsuya、Yamada-Kubota Chie、Kuwahara Miho、Ichikawa Tomoka、Minagi Shogo
  • 雑誌名: Journal of Prosthodontic Research 巻: 66 号: 1 ページ: 161-166
  • DOI: 10.2186/jpr.JPR_D_20_00205
  • NAID: 130008140799
  • ISSN: 1883-1958, 1883-9207
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CCN3 (NOV) Drives Degradative Changes in Aging Articular Cartilage (2020)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara Miho、Kadoya Koichi、Kondo Sei、Fu Shanqi、Miyake Yoshiko、Ogo Ayako、Ono Mitsuaki、Furumatsu Takayuki、Nakata Eiji、Sasaki Takako、Minagi Shogo、Takigawa Masaharu、Kubota Satoshi、Hattori Takako
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 号: 20 ページ: 7556-7556
  • DOI: 10.3390/ijms21207556
  • NAID: 120006900771
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 軟骨細胞老化促進因子としてのCCN3 (2021)
  • 著者名/発表者名: 桑原実穂、武内聡子、近藤 星、Fu Shanqi, 大野充昭、古松毅之、中田英二、滝川正春、久保田聡、服部高子
  • 学会等名: 第33回日本軟骨代謝学会
• [学会発表] CCN3は関節軟骨の加齢性変性を促進する (2021)
  • 著者名/発表者名: 桑原実穂、近藤 星、Fu Shanqi, 大野充昭、古松毅之、中田英二、滝川正春、久保田聡、服部高子
  • 学会等名: 第39回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] 軟骨組織におけるCCN3の老化促進作用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 桑原実穂、 近藤 星、Fu Shanqi、大野充昭、古松毅之、中田英二、皆木省吾、滝川正春、久保田聡、服部高子
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 軟骨細胞老化促進因子としてのCCN3 (2020)
  • 著者名/発表者名: 桑原実穂、武内聡子、近藤 星、Fu Shanqi, 大野充昭、古松毅之、中田英二、滝川正春、久保田聡、服部高子
  • 学会等名: 第33回日本軟骨代謝学会
• [学会発表] Effect of melatonin on rhythmic gene expression in human articular chondrocytes. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fu, S., Kuwahara, M., Uchida, Y., Hyashi, D., Shimomura, Y., Takagaki, A., Nishida, T., Nakata, E., Furumatsu, T., Kondo, S., Maruyama, Y., Hattori, A., Kubota, S., Hattori, T.
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] Effect of melatonin on rhythmic gene expression in human articular cartilage. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fu, S., Kuwahara, M., Uchida, Y., Kondo, S., Hyashi, D., Shimomura, Y., Takagaki, A., Nishida, T., Maruyama, Y., Ikegami, M., Hattori, A., Kubota, S., Hattori, T.
  • 学会等名: 第38回日本骨代謝学会学術集会
• [学会発表] メトホルミンの軟骨細胞分化に対する作用の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 近藤星, 服部高子, 桑原実穂, Fu Shanqi, 森谷徳文, 飯田征二, 滝川正春, 久保田聡
  • 学会等名: 第41回岡山歯学会
• [学会発表] non-coding RNAを介したメトホルミンの抗線維化作用の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 近藤 星、服部高子、桑原実穂、Fu Shanqi、西田 崇、吉岡洋祐、森谷徳文、飯田征二、滝川正春、久保田聡
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 腸内細菌の有無が胎児内軟骨成長に与える影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 内田瑶子、服部高子、福原大樹、Fu Shanqi、近藤 星、桑原実穂、イスラム モニルル、片岡広太、江國大輔、久保田聡、森田 学
  • 学会等名: 第33回日本軟骨代謝学会