脊椎関節炎における付着部炎と骨新生に関する新規シグナル探索と治療への応用

• 研究課題/領域番号: 21K09247
• 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: 岐阜大学
• 研究代表者: 田中 領 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (70422722)
• 研究分担者: 河村 真吾 岐阜大学, 医学部附属病院, 助教 (30456511) ; 秋山 治彦 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60402830)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 脊椎関節炎 / 付着部炎 / アキレス腱付着部炎 / 骨新生 / シグナル経路

研究開始時の研究の概要

脊椎関節炎（SpA）モデルマウスを用いて、アキレス腱付着部において付着部炎の発症に関与する部位（細胞種）を同定する。炎症性変化を呈していた部位よりタンパクを抽出し、プオテオーム解析を行うことで、有意に発現上昇するタンパク群のpathway解析を行い、付着部炎で亢進するシグナルXをpick upする。シグナルXを活性化する遺伝子YをCre依存的に発現誘導可能なトランジェニックマウスを新規作製し、タモキシフェン誘導性Cre組換えマウスと交配することで、標的細胞特異的にシグナルXを活性化し、シグナルXを阻害することで、付着部炎と骨新生が抑制されるかを評価する。

研究実績の概要

本研究の目的は、SpAモデルマウスを作製し、アキレス腱付着部炎と骨新生に関与する分子制御機構を解析することで、新規治療標的分子を同定することとし、①プロテオグリカン誘発性SpAモデルマウスの作製と付着部炎評価、②付着部炎の発生起源の同定とSpAモデルマウスの作製、③同定した標的シグナル分子に作用するシード化合物の探索およびシード化合物投与による付着部炎抑制効果の検証を計画した。
脊椎関節炎モデルマウスを作成するにあたり、ヒト関節軟骨より得られるプロテオグリカンを抗原とするため、変形性膝関節症に対して人工膝関節全置換術を施行された際に切除された関節軟骨を採取した。過去の文献に記載されたプロトコールを参考にして、塩化セシウム平衡密度勾配遠心法（10度 48時間37,000rpm）、透析（Slide-A-Lyzer G3透析カセット）、薬剤処理を行い、プロテオグリカンを精製した。
精製したプロテオグリカンを24-26週齢のメス BALB/cマウスに complete Freund’s adjuvant（CFA） とともに腹腔内投与（プロテオグリカン100μg + CFA 100μl）し、初回投与後３週と６週にPG を incomplete Freund’s adjuvant（IFA） とともに腹腔内投与（プロテオグリカン100μg + CFA 100μl）した。初回投与後、10週後にマウス後肢の組織標本を作製して組織学的解析を行った。しかし、既報のようなアキレス腱付着部炎、および関節炎は生じていなかった（下図）。繰り返し実験を行ったが、プロテオグリカン誘発性SpAモデルの作製が再現できず、研究を断念した。