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非コードRNAを介した新たな軟骨ホメオスタシスとその変性メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K10218
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57060:外科系歯学関連
研究機関神戸常盤大学短期大学部

研究代表者

森谷 徳文  神戸常盤大学短期大学部, 口腔保健学科, 教授 (60467751)

研究分担者 滝川 正春  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (20112063)
久保田 聡  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90221936)
服部 高子  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (00228488)
西田 崇  岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (30322233)
近藤 星  岡山大学, 歯学部, 博士研究員 (90834838)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード軟骨ホメオスタシス / 非コードRNA / 変性メカニズム / OAモデル
研究開始時の研究の概要

変形性関節症 (Osteoarthritis : OA)は骨・関節疾患の中で最も頻度が高く、日常生活動作が制限されることから患者のQOLや健康寿命に大きな影響を与える。
OAの病態形成と進行の背景には、軟骨細胞における細胞外マトリックス (ECM)の産生低下や炎症による分解亢進があり、ECMターンオーバーバランスの破綻を防ぐことはOAの発症防止や進行抑制につながると考えられる。
本研究は、miR-18aとUCA1という2つの非コードRNAが軟骨分化を正負双方向に調節することでホメオスタシスを維持することを検証し、その変性メカニズムにおける役割の解明を目指す。

研究実績の概要

本研究では、2つの非コードRNA, miR-18aおよびUrothelial cancer-associated (UCA)1の軟骨分化における正負双方向の協調した調節機構を検証し、さらに軟骨組織の変性時におけるこれら非コードRNAの役割を解明するべく、実験を進めている。
これまでに、UCA1を過剰発現させると、軟骨細胞株HCS-2/8において軟骨分化促進因子Cellular Communication Network Factor (CCN) 2およびSox9の発現が誘導されること、一方でmiR-18a発現は抑制されることを確認した。また、軟骨細胞の変性時に見られるACAN, COL2A1遺伝子の発現低下も認めた。そこで2023年度はさらにUCA1の機能を明らかにするために、HCS-2/8においてUCA1発現を抑制したところ、miR-18aの発現は低下した。糖尿病治療薬メトホルミンの添加はUCA1およびmiR-18a発現を誘導することも見出しており、その主要制御因子を同定するための解析を進めている。また、in vivoでの検証を行うため、UCA1ノックインマウスの作製、系統確立が終了し、表現系の解析を進めている。現在までのところ明らかな組織学的・形態学的な変化は認めていないが、今後は軟骨や骨組織を中心により詳しく形態学的・生化学的解析を行う予定である。また、膝関節内へのモノヨード酢酸注射または前十字靭帯切断により変形性関節症(OA)モデルを作製し、in vivoにおけるメトホルミン添加による軟骨組織障害におよぼす効果の検証も進めている。
一部分担者の異動に伴い、担当部分の計画を次年度に持ち越すなど部分的な計画の変更を行なったが、全体の進捗状況自体に大きな問題はなく、これまでに得られた成果については近日中に英文雑誌に論文投稿する予定である。

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

本研究は軟骨およびCCNファミリー研究に精通した複数の研究者により分担して遂行するよう計画しており、これまでに得られた成果についてはまもなく論文投稿予定のため、全体の進捗状況に大きな問題はない。ただ、一部分担者の異動に伴い、今年度予定していた担当部分の実験を次年度に持ち越す必要が生じた。このため、やや遅れていると判断した。

今後の研究の推進方策

これまでに得られた研究成果について英文雑誌に論文投稿を行う。
また、培養細胞およびUCA1 KIマウスでの検証を引き続き進め、遅れている部分の実験計画も実施する。
具体的には、メトホルミンによるUCA1, miR-18a発現誘導の主要制御因子を同定するために、メトホルミンを添加した軟骨細胞を用いてRNA-seq解析を行い、メトホルミン投与時に発現変動の大きい遺伝子と、その中で転写因子であるものを絞り込む。ターゲット遺伝子をいくつか選択し、各遺伝子産物がUCA1, miR-18aそれぞれの遺伝子に直接結合するかどうかをChIP-qPCR解析により調べ、主要制御因子を同定する。さらに同定した各遺伝子をノックダウンした軟骨細胞において、UCA1, miR-18aの各遺伝子座のクロマチン開閉状況をATAC-seq又はヒストンChIP-seq法で解析し、各同定遺伝子によりUCA1, miR-18aの転写活性が上昇するエピジェネティックな背景を明らかにする。
また作製したUCA1 KIマウスの膝関節内にモノヨード酢酸を注射してOAモデルを作製し、組織学的・形態学的な解析と遺伝子発現およびECMタンパク質の定量解析を行う。OAモデルにメトホルミンを経口投与し、UCA1, miR-18aおよび軟骨分化マーカーの発現やECM産生について組織学的・分子生化学的解析を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 骨性癒着が疑われた上顎中切歯を有する 上顎前突症例に対する外科的矯正治療-4 前歯での上顎前歯部歯槽骨切術-2023

    • 著者名/発表者名
      谷本裕子, 森谷徳文, 松村達志, 有村友紀, 近藤 星, 飯田征二
    • 雑誌名

      中・四国矯正歯科学会雑誌

      巻: 35 ( 1 ) ページ: 51-66

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 早期開口訓練により下顎枝垂直骨切り術後のcondylar sagの改善を図った骨格性下顎前突症の一治験例2023

    • 著者名/発表者名
      石田 朋子, 植田 紘貴, 森谷 徳文, 有村 友紀, 飯田 征二, 上岡 寛
    • 学会等名
      第 33 回 日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 顎関節症状を伴う顔面非対称症例に対してLe Fort I型骨切り術とIVSROを施行した一治験例2023

    • 著者名/発表者名
      田中敦子, 上田絋貴, 石田朋子, 中辻和樹, 有村友紀, 森谷徳文, 飯田征二, 上岡寛
    • 学会等名
      第33回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 下顎頭内側に周辺性骨腫を有する顔面非対称患者に外科的矯正を行った1例2023

    • 著者名/発表者名
      河野加奈, 竹本史子, 太田明美, 森谷徳文, 加藤壮真, 飯田征二, 上岡寛
    • 学会等名
      第33回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 下顎枝垂直骨切り術による下顎頭の2次元的な位置変化の解析およびその変化に関与する因子の検討2023

    • 著者名/発表者名
      永田裕樹, 天野克比古, 森谷徳文, 有村有紀, 中辻和樹, 加藤壮真, 飯田征二
    • 学会等名
      第77回日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 軟骨細胞におけるメトホルミンによるlong non-coding RNA, UCA1およびCCN2の 発現制御2022

    • 著者名/発表者名
      近藤星, 服部高子, 桑原実穂, Fu Shanqi, 西田崇, 薬師寺翔太, 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45回日本分子生物学会年会/日本生物物理学会共催
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] メトホルミンの軟骨細胞におけるlong non-coding RNA, UCA1およびCCN2の発現 制御と代謝における意義2022

    • 著者名/発表者名
      近藤星, 服部高子, 桑原実穂, Fu Shanqi, 西田崇, 薬師寺翔太, 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13回日本CCNファミリー研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 下顎頭内側に生じた巨大な周辺性骨腫の1例2022

    • 著者名/発表者名
      森谷徳文,加藤壮真,瀬上夏樹,永田裕樹,三上彩可,近藤星,有村友紀,飯田征二
    • 学会等名
      第76回日本口腔科学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] メトホルミンによる非コードRNA誘導と軟骨細胞分化促進作用2022

    • 著者名/発表者名
      近藤星, 服部高子, 桑原実穂, Fu Shanqi, 西田崇, 薬師寺翔太, 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34回日本軟骨代謝学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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