変形性膝関節症の治療薬を目指した関節軟骨最表層を再生誘導する低分子化合物の探索

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15536
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 矢野 文子 東京大学, 医学部附属病院, 特任助教 (80529040)
• 研究分担者: 小林 寛 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (20407951) ; 森崎 裕 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30508099)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 関節軟骨最表層 / ルブリシン / 低分子化合物

研究実績の概要

今年度はまず、マウス関節軟骨から関節軟骨最表層(Superficial Zone; SFZ)の細胞と、軟骨層の細胞を取り分ける手法を確立し、Prg4、1型コラーゲンのマーカーがSFZ特異的に発現し、軟骨細胞では発現が低いことを確認している。
Prg4のプロモーターに関しては、長さの異なる３つのプロモーターベクターを作成し、動作確認を行った。転写開始点に近い、最も短いタイプのものを指標に現在、GFPとの結合ベクターを作成している。候補化合物のスクリーニングは器官培養での検討を行っている。マウス大腿骨頭を単離し、化合物存在下に5日間培養を行い、上清へのアグリカンの放出量を定量し、培養後の大腿骨頭を組織学的に解析し、SFZの厚さや細胞密度などを調べ、化合物の効果を評価している。
In vivoの実験においては、関節軟骨最表層のドライバーとなるPrg4-EGFP-Creマウスを入手し、関節軟骨最表層に発現している、遺伝子floxマウスと交配を開始した。

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

順調にIn vitroの解析に必要なツール作成、発現マーカーの確認、プライマリー細胞の採取と培養ができている。In vivo解析に必要なマウスの入手もでき、交配も進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後は、関節軟骨最表層再生、破壊防止をするような化合物を絞り込み、その機能解析を行う予定である。さらに、Prg4-EGFP-Creマウスと関節軟骨最表層に必須の遺伝子のfloxマウスとの交配で、変形性膝関節症（ＯＡ）モデルを作成し、関節軟骨最表層を制御する分子の同定を行う。

次年度使用額が生じた理由

おおむね研究が順調に進み、当初想定していた研究費用を下回る予算で実行できたため。

次年度使用額の使用計画

In vitroの解析に必要なツール作成、発現マーカーの確認、プライマリー細胞の採取と培養にかかる試薬、器具、マウスの購入。

研究成果

• [雑誌論文] Grey-scale sonography and sonoelastography for diagnosing carpal tunnel syndrome. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto H, Morizaki Y, Kashiyama T, Tanaka S.
  • 雑誌名: World J Radiol. 巻: 8 ページ: 281-287
  • DOI: 10.4329/wjr.v8.i3.281.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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.2015.11.008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prevalence of hand osteoarthritis and its relationship to hand pain and grip strength in Japan: The third survey of the ROAD study. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kodama R, Muraki S, Oka H, Iidaka T, Teraguchi M, Kagotani R, Asai Y, Yoshida M, Morizaki Y, Tanaka S, Kawaguchi H, Nakamura K, Akune T, Yoshimura N
  • 雑誌名: Mod Rheumatol. 巻: 16 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hyaline cartilage formation and tumorigenesis of implanted tissues derived from human induced pluripotent stem cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Yano F, Mori D, Kawata M, Hoshi K, Takato T, Masaki H, Otsu M, Eto K, Nakauchi H, Chung UI, Tanaka S.
  • 雑誌名: Biomed Res. 巻: 36 ページ: 179-186
  • DOI: 10.2220/biomedres.36.179.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Runx1 and Runx3 Are Downstream Effectors of Nanog in Promoting Osteogenic Differentiation of the Mouse Mesenchymal Cell Line C3H10T1/2. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Ohba S, Yano F, Seto I, Yonehara Y, Takato T, Ogasawara T.
  • 雑誌名: Cell Reprogram. 巻: 17 ページ: 227-234
  • DOI: 10.1089/cell.2014.0059.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of mouse chondrocyte differentiation by CCAAT/enhancer-binding proteins. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okuma T, Hirata M, Yano F, Mori D, Kawaguchi H, Chung UI, Tanaka S, Saito T.
  • 雑誌名: Biomed Res. 巻: 36 ページ: 21-29
  • DOI: 10.2220/biomedres.36.21.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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（福岡・福岡市）
  • 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 / 第3回アジア太平洋骨代謝学会議
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府・大阪市）
  • 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
  • 学会等名: 第2回日本骨免疫学会
  • 発表場所: ホテルモントレ沖縄スパ＆リゾート（沖縄・恩納村）
  • 年月日: 2016-07-06 – 2016-07-08
• [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, Ung-il Chung
  • 学会等名: The second Herbert Fleisch Workshop
  • 発表場所: Novotel Brugge Centrum (Belgium・Brugge)
  • 年月日: 2016-02-28 – 2016-03-01
  • 国際学会
• [学会発表] 軟骨再生を誘導する変形関節症治療候補薬のin vivoモデルにおける効果～そのメカにニズムの解析とターゲット分子の探索～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢野文子
  • 学会等名: 第18回骨代謝研究会
  • 発表場所: 慶応義塾大学医学部総合医科学研究棟（東京・新宿区）
  • 年月日: 2015-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] A novel disease-modifying osteoarthritis drug candidate targeting Runx1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Yano
  • 学会等名: LMU-Utokyo Symposium
  • 発表場所: Innnovation Center for Biotechnology (Germany・Munich)
  • 年月日: 2015-10-27 – 2015-10-31
• [学会発表] Runx1による軟骨分化制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢野文子
  • 学会等名: 第16回運動器科学研究会
  • 発表場所: みなみホール（鹿児島県・鹿児島市）
  • 年月日: 2015-09-11 – 2015-09-12
• [備考] 東京大学 工学系研究科/医学系研究科 鄭雄一研究室
  • URL: http://www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp/med/index.html
• [備考] 東京大学医学部附属病院 顎口腔外科・歯科矯正歯科
  • URL: http://plaza.umin.ac.jp/~oralsurg/
• [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/about/achievements/achievements.html