| 研究課題/領域番号 |
21K09280
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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56020:整形外科学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
雑賀 建多 岡山大学, 医歯薬学域, 講師 (30452577)
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| 研究分担者 |
服部 高子 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (00228488)
中田 英二 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (10649304)
二川 摩周 岡山大学, 大学病院, 技術職員 (10851636)
尾崎 敏文 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (40294459)
久保田 聡 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90221936)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (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)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 軟骨 / 足関節 / CCN3 / 股関節 / 変形性足関節症 / 軟骨細胞老化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
変形性足関節症の患者では痛みや歩行障害により日常生活動作が著しく低下する。本研究では、足関節の軟骨細胞において、CCN3を介した加齢性変性に対する分子メカニズムを解明することを目的とし、足関節においてCCN3が軟骨細胞の老化によるOAを促進するか検討することとした。また、足関節の軟骨細胞において、CCN3を介した加齢性変性に対する分子メカニズムを解明することとした。CCN3を阻害し細胞老化を抑制することで正常な軟骨代謝機構が維持できることを証明することは、変形性足関節症の発生と進行防止に対する新しい治療法の確立につながる非常に重要な研究であると考えている。
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| 研究実績の概要 |
変形性足関節症 (osteoarthritis of the ankle; OA of the ankle)の患者では痛みや歩行障害により日常生活動作に大きな支障をきたす。我々はOA関連遺伝子の探索を行い、軟骨組織の発生・分化・再生過程において多様な生理機能を持つCellular Communication Network Factor (CCN)フ ァミリー遺伝子のうち、CCN3がヒトから得られた関節軟骨細胞で加齢とともに有意に増加していることを認めた。また、酸化ストレス刺激により老化を誘導した軟骨細胞でCCN3 発現の上昇を認めた。そこで、これらの結果をもとに足関節においてCCN3が軟骨細胞の老化によるOAを促進するか検討し、足関節の軟骨細胞において、CCN3を介した加齢性変性に対する分子メカニズムを解明することを目的としている。
研究実施計画に基づき、足関節固定術や人工足関節置換術時に軟骨組織を採取し解析を行なっている。令和4年度は、並行して行なってきた股関節軟骨研究の論文が完成した。すなわち、人工股関節置換術を受けた患者から得たヒト大腿骨頭を、年齢差なくOA群と大腿骨頚部骨折群（正常群）に分類した。大腿骨頭軟骨から得られたRNAの遺伝子発現解析の結果、非荷重部のCCN3の発現量はOA群で正常群に比べ有意に高かったが、荷重部のOA部と正常軟骨ではこれらの遺伝子発現に有意差はみられなかった。年齢や機械的負荷に関係なく、OAの変性変化とCCN3の発現との間に相関関係が認められた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
変形性股関節症でCCN3が有意に上昇していたため、これまで我々がOAにおいてCCN3が上昇するという結果を支持しているものだと考えられた。OA群の非荷重部においてCCN3が有意に上昇し、荷重部においては両群間に有意差は認めなかった。また、全ての結果において年齢との相関も認めなかったことより、荷重に伴うメカニカルストレスや年齢に関与することなく変形性股関節症においてCCN3が変形性股関節症の発症に関与することが考えられた。今後は、これらの知見を参考にし、足関節軟骨についての解析を進めていく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度は、申請者は研究分担者と共に足関節固定術や人工足関節置換術時に得た軟骨組織におけるCCN3の発現の程度を検討する。手術時の年齢、OAの程度等によるCCN3の発現の程度を比較する。RNAはReal-time PCR、タンパクはWestern blot法を用いて発現レベルを検討する。また、CCN3を軟骨組織特異的に過剰発現するマウスを作製する。さらにCCN3過剰発現によるOAの進行を評価するため、軟骨細胞特異的CCN3過剰発現マウスとWild typeのマウスの足関節の軟骨組織を比較する。RNAはReal-time PCR、タンパクはWestern blot法を用い細胞老化指標(p16, p21)、基質産生(Col2a1, Agrecan)、基質分解(MM13, ADAMTS4/5)、炎症性サイトカイン(IL-6, IL-8)の項目について評価する。
また、これらの細胞から抽出したRNAを用いてRNA-Seq法を行い、発現が変動した遺伝子の網羅的解析を行う。網羅的解析の結果はクラスタリングして発現変動があった転写調節因子やシグナル経路を特定し、それぞれの分子機構を明らかにする。得られた結果は取りまとめ、成果の発表を行う。
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