転写因子Hes1による関節疾患発症の制御機構の解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K10461
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 武冨 修治 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (70570018)
• 研究分担者: 乾 洋 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60583119) ; 矢野 文子 東京大学, 医学部附属病院, 特任助教 (80529040)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: Notchシグナル / 変形性関節症

研究実績の概要

今年度は関節軟骨で時期特異的にHes1をノックアウトできるマウス（Col2a1-CreERt2;Hes1-flox）を用いて、変形性関節症モデルの解析を行った。
変形性関節症モデルは8 週齢雄のマウスの内側側副靱帯の切離と内側半月板の切除を施行するもので、ヒトと同様に脛骨内側中央部の関節軟骨荷重部に軟骨変性が経時的に発症・進展することが分かっている。H&E 染色やSafranin O 染色に加え、Ⅱ型コラーゲンやAggrecanなどの軟骨基質因子やⅩ型コラーゲン、並びにMMP3、MMP9、MMP13、ADAMTS5、VEGFなどの軟骨変性、炎症マーカーなどの免疫組織染色を行う。変性の程度に関してはOsteoarthritis Research Society International (OARSI) のスコアリングが存在し（Osteoarthritis and Cartilage 18 (2010)）、それを用いてコントロール群との差をスコアで検討した。OA発症早期と晩期でのNotchシグナルの役割が異なることが示唆され、現在、タイムコースで詳細に解析している。
In vitroではHes1の下流の標的遺伝子の探索のために、Hes1の強制発現系のアデノウイルスまたは、Creアデノウイルス（Hes1-flox遺伝子を持つ細胞ではCreウイルス感染でHes1の発現がノックアウトされる）をHes1-floxマウスの関節軟骨細胞に感染曝露し、それぞれTotal RNAを回収後、cDNAマイクロアレイを行い、遺伝子発現プロファイルを取得するための予備的検証を行った。マイクロアレイのデータが得られたら、統合的に解析し、Hes1の転写標的遺伝子を解明する。さらに変形性関節症への関与が疑わしいものについては、発現ベクターやsiRNAを準備して機能解析に備える予定である。

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

マウスを用いた実験に関しては、すでにマウスの交配がすすすんでいたため、すぐにモデルの作成と解析に取り組むことができた。アデノウイルスなどのベクターに関してもこれまで研究室で既に確立している解析ツールであったので、順調に解析をすすめることができている。

今後の研究の推進方策

マイクロアレイのデータが得られたら、統合的に解析し、Hes1の転写標的遺伝子を解明する。さらに変形性関節症への関与が疑わしいものについては、発現ベクターやsiRNAを準備して機能解析に備える予定である。
この解析によって、関節軟骨におけるHes1/Notchシグナルの作用の全貌解明ができると予想される。

次年度使用額が生じた理由

おおむね研究が順調に進んだため、必要以上の支出を抑えることができた。

次年度使用額の使用計画

Hes1の転写標的遺伝子の解析、機能解析にかかる費用

研究成果

• [雑誌論文] A modified technique to reduce tibial keel cutting errors during an Oxford unicompartmental knee arthroplasty. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inui H, Taketomi S, Tahara K, Yamagami R, Sanada T, Tanaka S
  • 雑誌名: Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 巻: 25 ページ: 710-716
  • DOI: 10.1007/s00167-016-4151-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of medial meniscus posterior root tear and proximal tibial morphology in the development of spontaneous osteonecrosis and osteoarthritis of the knee. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamagami R, Taketomi S, Inui H, Tahara K, Tanaka S
  • 雑誌名: Knee 巻: 24 ページ: 390-395
  • DOI: 0.1016/j.knee.2016.12.004.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Chondrocyte Survival in Mouse Articular Cartilage by p63. (2017)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi Y, Kawata M, Ho Chang S, Mori D, Okada K, Kobayashi H, Sugita S, Hosaka Y, Inui H, Taketomi S, Yano F, Ikeda T, Akiyama H, Mills AA, Chung UI, Tanaka S, Kawaguchi H, Saito T
  • 雑誌名: Arthritis Rheumatol 巻: 69 ページ: 598-609
  • DOI: 10.1002/art.39976
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Different regulation of limb development by p63 transcript variants (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawata M, Taniguchi Y, Mori D, Yano F, Ohba S, Chung UI, Shimogori T, Mills AA, Tanaka S, Saito T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 ページ: e0174122
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0174122
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impingement of the Mobile Bearing on the Lateral Wall of the Tibial Tray in Unicompartmental Knee Arthroplasty. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inui H, Taketomi S, Yamagami R, Sanada T, Shirakawa N, Tanaka S
  • 雑誌名: J Arthroplasty 巻: 31 ページ: 1459-1464
  • DOI: 10.1016/j.arth.2015.12.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myositis ossificans after navigated knee surgery: A report of two cases and literature review. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamagami R, Taketomi S, Inui H, Sanada T, Nakagawa T, Tanaka S.
  • 雑誌名: Knee 巻: 23 ページ: 561-564
  • DOI: 10.1016/j.knee.2015.11.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Snapping Pes Syndrome after Unicompartmental Knee Arthroplasty (2016)
  • 著者名/発表者名: Inui H, Taketomi S, Yamagami R, Tahara K, Tanaka S
  • 雑誌名: Knee Surg Relat Res 巻: 28 ページ: 172-175
  • DOI: 10.5792/ksrr.2016.28.2.172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of mouse and human ankles and establishment of mouse ankle osteoarthritis models by surgically-induced instability. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chang SH, Yasui T, Taketomi S, Matsumoto T, Kim-Kaneyama JR, Omiya T, Hosaka Y, Inui H, Omata Y, Yamagami R, Mori D, Yano F, Chung U, Tanaka S, Saito T.
  • 雑誌名: Osteoarthritis Cartilage 巻: 24 ページ: 688-697
  • DOI: 10.1016/j.joca.2015.11.00
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biphasic regulation of chondrocytes by Rela through induction of anti-apoptotic and catabolic target genes (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Chang SH, Mori D, Itoh S, Hirata M, Hosaka Y, Taniguchi Y, Okada K, Mori Y, Yano F, Chung UI, Akiyama H, Kawaguchi H, Tanaka S, Saito T
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 10 ページ: 13336
  • DOI: 10.1038/ncomms13336
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Runx1 contributes to articular cartilage maintenance through enhancement of cartilage matrix production and suppression of hypertrophic differentiation (2016)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Yano, Taku Saito, Shinsuke Ohba, Sakae Tanaka, Ung-il Chung
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia conference on Bone & Cartilage: From Development to Human Diseases
  • 発表場所: The Suzhou Dushu Lake Conference Center
  • 年月日: 2016-10-24 – 2016-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] Runx1による軟骨分化制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢野文子
  • 学会等名: 第31回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2016-10-13 – 2016-10-14
  • 招待講演
• [学会発表] Runx1による軟骨分化制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢野文子
  • 学会等名: 第34回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場
  • 年月日: 2016-07-20 – 2016-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] Runx1による軟骨分化制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢野文子、斎藤琢、大庭伸介、田中栄、鄭雄一
  • 学会等名: 第２回 骨免疫学会
  • 発表場所: ホテルモントレ沖縄スパ＆リゾート
  • 年月日: 2016-07-06 – 2016-07-08
• [学会発表] 骨付き膝蓋腱を用いた解剖学的前十字靱帯再建術における初期張力は術後大腿骨孔拡大に影響する (2016)
  • 著者名/発表者名: 武冨修治、乾洋、田原圭太郎、白川展之、中村春彦、中川匠、田中栄
  • 学会等名: 第89回日本整形外科学会学術総会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 2016-05-12 – 2016-05-15
• [学会発表] 関節リウマチ患者由来の滑膜線維芽細胞における刺激応答機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 土屋遥香、住友秀次、石垣和慶、高地雄太、土田優美、太田峰人、伊沢直広、小俣康徳、松本卓巳、乾洋、武冨修治、門野夕峰、田中栄、藤尾圭志、山本一彦
  • 学会等名: 第60回日本リウマチ学会総会・学術集会
  • 発表場所: 横浜パシフィコ
  • 年月日: 2016-04-21 – 2016-04-23
• [備考] 東京大学医学部附属病院 整形外科・脊椎外科
  • URL: http://www.u-tokyo-ortho.jp/