マクロファージの賦活が創傷治癒メカニズムを介して軟骨代謝へ与える影響の探索

• 研究課題/領域番号: 23K16545
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 岡 優一郎 北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (10965354)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 変形性関節症 / 運動療法 / マクロファージ / 滑膜線芽細胞 / 滑膜線維芽細胞

研究開始時の研究の概要

我々は運動療法の効果にはマクロファージの働きが関与するという知見を見出したが、マクロファージがどのような機序で軟骨保護に作用したのかは明らかでない。そこで本研究ではマクロ ファージと滑膜線維芽細胞の相互作用から運動による軟骨保護メカニズムの解明を目標とする。実験動物を用いた組織学解析と、細胞間の直接的伝達を証明するための培養実験を組み合わせ、運動療法の作用機序解明に挑む。

研究実績の概要

変形性膝関節症は軟骨の変性を主病変とする退行性の運動器疾患である。しかし、関節軟骨は再生能が非常に乏しい上に、軟骨の変性を抑止するような治療法の 確立には至っていない現状がある。これに対し我々はこれまでに変形性膝関節症に対して運動療法による効果検証を行っており、軟骨保護作用を機能させるためにはマクロファージの応答が不可欠であり、特にM2マクロファージの役割が関与する可能性を示唆した。ただ、現時点でマクロファージが軟骨細胞に直接的に作用する根拠を示されていない。運動時、マクロファージと同時に滑膜に存在する線維芽細胞での炎症性サイトカインの発現が減少しており、運動の効果には複数の細胞が関与することを示唆されている。したがってマクロファージが何を介して軟骨保護に作用したのかに着目し、本研究では皮膚の創傷治癒のプロセスから着想を得て、マクロファージと滑膜線維芽細胞の相互作用から運動による軟骨保護メカニズムの解明を目標とする。実験動物を用いた組織学解析により軟骨変性に伴うマクロファージと滑膜線維芽細胞の挙動を確認し、運動療法を行った際の細胞の応答を比較する。また、マクロファージと滑膜線維芽細胞の細胞間伝達に関して、分泌された液性因子のみが通過できる共培養システムと液性因子阻害剤を用いて、直接的関与を証明し運動療法の作用機序解明に挑む。これらより、本研究では変形性関節症におけるマクロファージと滑膜線維芽細胞の役割を解明し、それらの細胞が運動の作用機序のメディエーターとなるのかを明らかにする。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度はIn vivoでの解析を中心に実験を実施した。その中で、変形性膝関節症モデルに対し運動の有無が滑膜線維芽細胞のポピュレーションに違いがあることを確認した。また、線維芽細胞の中でもあらゆる特徴付が可能であることも確認した。

今後の研究の推進方策

今後はin vitroの実験を中心に行い、細胞間のクロストークを解析する予定である。滑膜細胞やマクロファージを中心に、様々な条件を設定し、軟骨を治癒に繋げる環境を探っていく。