軟骨細胞に対する機械的ストレスによるアポトーシスの誘導と活性酸素の関与

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12671445
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 福田 寛二 近畿大学, 医学部, 助教授 (50201744)
• 研究分担者: 野中 藤吾 近畿大学, 医学部, 講師 (70268407) ; 大谷 和裕 近畿大学, 医学部, 講師 (20258031)
• キーワード: 軟骨細胞 / 機械的ストレス / 変形性関節症 / NO

研究概要

変形性関節症の発症には関節軟骨に対する機械的ストレスが重要な働きをする.しかし,この機械的ストレスがどのような機構で軟骨破壊を惹起するかは不明であった.福田は以前より機械的ストレスに対する軟骨代謝の変化を細胞レベルで検討してきた.また種々の活性酸素が軟骨代謝に影響を及ぼすことも明らかにした.そこで本研究は,1.軟骨細胞に対する機械的ストレスが軟骨細胞のアポトーシスを誘導することを証明し,2.その過程に活性酸素が関与することを明らかにすることを目的とした.軟骨細胞に周期的牽引負荷を加えるためにFlexercell strain unitを使用してきた.今回従来のFX-2000をFX-3000にバージョンアップし,軟骨細胞に周期的牽引負荷を加えその代謝の変化を検討することとした.まずウシ軟骨細胞に5%の周期的牽引負荷を加え,プロテオグリカン合成能とNOの産生を検討した.牽引負荷によりプロテオグリカン合成能は亢進し.NOの産生も増加した.NO産生を抑制すると、逆にプロテオグリカン合成能は亢進した.平成13年度はこの現象をmRNAレベルで検討することとした.即ち機械的ストレスによる誘導型NO合成酵素(iNOS)の転写促進をreverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR)で評価した.さらにこれを定量化するためにquantitative RT-PCR assayを導入し,iNOSの誘導の変化を機械的ストレスの条件下で検討した.以上の検討により,機械的ストレスは明らかにNO産生を遺伝子レベルで調節していることが明らかにされた.

研究成果

• [文献書誌] Sohen S, Fukuda K, et al.: "Activation of histamine H1 receptor results in enhanced proteoglycan synthesis by human articular chondrocyte"Pathophysiology. 8(2). 93-98 (2001)
• [文献書誌] Fukuda K, et al.: "Sodium hyaluronate inhibits interleukin-1-evoked reactive oxygen species of bovine articular chondrocytes"Osteoarthritis Cartilage. 9(4). 390-392 (2001)
• [文献書誌] Hara F, Fukuda K. et al.: "Cyclic tensile stretch inhibition of nitric oxide release from osteoblast-like cells is both G protein and actin-dependent"J Orthop Res. 19(1). 126-131 (2001)
• [文献書誌] Asada S.Fukuda K, et al.: "Hydrogen peroxide induces apoptosis of chondrocytes ; involvement of calcium ion and extracellular signal-regulated protein kinase"lnflamm Res. 50(1). 19-23 (2001)
• [文献書誌] Nishisaka F.Fukuda K, et al.: "Interleukin-4 reversed the Interleukin-1-inhibited proteoglycan synthesis through the inhibition of NO release"Pathophysiology. 7(4). 289-293 (2001)
• [文献書誌] Hara F, Fukuda K. et al.: "Pertussis toxin-sensitive G proteins as medlators of stretch-Induced decrease in nitric-oxide release of osteoblast-like cells"J Orthop Res. 17(4). 593-597 (1999)