力学的負荷による関節軟骨変性の分子機構の解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18390407
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 星 和人 東京大学, 医学部・附属病院, 特任准教授 (30344451)
• 連携研究者: 星 和人 東京大学, 医学部・附属病院, 特任准教授 (30344451) ; 緒方 直史 東京大学, 医学部・附属病院, 特任助教 (10361495) ; 原 慶宏 東京大学, 医学部・附属病院, 助教 (00422296) ; 原 由紀則 東京大学, 医学部・附属病院, 医員 (30396741)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 関節軟骨 / 力学的負荷 / 軟骨細胞 / 遺伝子改変マウス / Runx2 / Sox9

研究概要

メカニカルストレスは変形性関節症をはじめ、骨粗鬆症、骨折治癒など、整形外科における多くの病態で中心的な役割を果たす重要な因子と考えられている。しかし、その分子メカニズムについては殆ど解明されていない。本研究では、メカニカルストレスによる関節軟骨変性の分子機構を解明することを目的とし、軟骨において肥大分化促進因子として働くRunx2(Runt relatedtranscription factor 2)シグナルや軟骨初期分化に必須のSox9(SRY-box containing gene 9)シグナルなどに着眼し、各種遺伝子欠損マウスにおける膝関節不安定性モデル(メカニカルストレス過剰負荷モデル)実験モデルの解析を行い、関節軟骨変性に関連する分子シグナルの詳細を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] An animal model study for tissue-engineered trachea fabricated from a biodegradable scaffold using chondrocytes to augment repair of tracheal stenosis (2008)
  • 著者名/発表者名: Komura M, Komura H, Kanamori Y, Tanaka Y, Suzuki K, Sugiyama M, Nakahara S, Kawashima H, Hatanaka A, Hoshi K, Ikada Y, Tabata Y, Iwanaka T
  • 雑誌名: J Pediatr Surg 43(12) ページ: 2141-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aptitude of auricular and nasoseptal chondrocytes cultured under a monolayer or three-dimensional condition for cartilage tissue engineering (2008)
  • 著者名/発表者名: Asawa Y, Ogasawara T, Takahashi T, Yamaoka H, Nishizawa S, Matsudaira K, Mori Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Tissue Eng Part A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth factor contents of autologous human sera prepared by different production methods and their biological effects on chondrocytes (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Ogasawara T, Asawa Y, Yamaoka H, Nishizawa S, Mori Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Cell Biol Int 32(5) ページ: 505-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human tracheal chondrocytes as a cell source for augmenting stenotic tracheal segments : the first feasibility study in an in vivo culture system (2008)
  • 著者名/発表者名: Komura M, Komura H, Tanaka Y, Kanamori Y, Sugiyama M, Nakahara S, Kawashima H, Suzuki K, Hoshi K, Iwanaka T
  • 雑誌名: Pediatr Surg Int 24(10) ページ: 1117-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kruppel-like factor 5 causes cartilage degradation through transactivation of matrix metalloproteinase 9 (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Y, Ogata N, Higashikawa A, Manabe I, Shindo T, Yamada T, Kugimiya F, Ikeda T, Kawamura N, Kawasaki Y, Tsushima K, Takeda N, Nagai R, Hoshi K, Nakamura K, Chung UI, Kawaguchi H
  • 雑誌名: J Biol Chem 283(36) ページ: 24682-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of GSK-3beta by cGMP-dependent protein kinase II promotes hypertrophic differentiation of murine chondrocytes (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki Y, Kugimiya F, Chikuda H, Kamekura S, Ikeda T, Kawamura N, Saito T, Shinoda Y, Higashikawa A, Yano F, Ogasawara T, Ogata N, Hoshi K, Hofmann F, Woodgett JR, Nakamura K, Chung UI, Kawaguchi H
  • 雑誌名: J Clin Invest 118(7) ページ: 2506-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Akt1 in osteoblasts and osteoclasts controls bone remodeling (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawamura N, Kugimiya F, Oshima Y, Ohba S, Ikeda T, Saito T, Shinoda Y, Kawasaki Y, Ogata N, Hoshi K, Akiyama T, Chen WS, Hay N, Tobe K, Kadowaki T, Azuma Y, Tanaka S, Nakamura K, Chung UI, Kawaguchi H
  • 雑誌名: PLoS ONE 2(10) ページ: e1058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Erk pathways negatively regulate matrix mineralization (2007)
  • 著者名/発表者名: Kono SJ, Oshima Y, Hoshi K, Bonewald LF, Oda H, Nakamura K, Kawaguchi H, Tanaka S
  • 雑誌名: Bone 40(1) ページ: 68-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hard tissue formation in subcutaneously transplanted rat dental pulp (2007)
  • 著者名/発表者名: Hosoya A, Nakamura H, Ninomiya T, Hoshi K, Yoshiba K, Yoshiba N, Takahashi M, Okabe T, Sahara N, Yamada H, Kasahara E, Ozawa H
  • 雑誌名: J Dent Res 86(5) ページ: 469-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal combination of soluble factors for tissue engineering of permanent cartilage from cultured human chondrocytes (2007)
  • 著者名/発表者名: Liu G, Kawaguchi H, Ogasawara T, Asawa Y, Kishimoto J, Takahashi T, Chung UI, Yamaoka H, Asato H, Nakamura K, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: J Biol Chem 282(28) ページ: 20407-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional microenvironments retain chondrocyte phenotypes during proliferation culture (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi T, Ogasawara T, Asawa Y, Mori Y, Uchinuma E, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Tissue Eng 13(7) ページ: 1583-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous activation of G alpha q in osteoblasts results in osteopenia through impaired osteoblast differentiation (2007)
  • 著者名/発表者名: Ogata N, Kawaguchi H, Chung UI, Roth SI, Segre GV
  • 雑誌名: J Biol Chem 2007 282(49) ページ: 35757-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of adjuvant-induced arthritic bone destruction by cyclooxygenase-2 selective agents with and without inhibitory potency against carbonic anhydrase II (2006)
  • 著者名/発表者名: 14. Katagiri M, Ogasawara T, Hoshi K, Chikazu D, Kimoto A, Noguchi M, Sasamata M, Harada S, Akama H, Tazaki H, Chung UI, Takato T, Nakamura K, Kawaguchi H
  • 雑誌名: J Bone Miner Res 21 ページ: 219-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological role of bone morphogenetic proteins in osteogenesis (2006)
  • 著者名/発表者名: Kugimiya F, Ohba S, Nakamura K, Kawaguchi H, Chung UI
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 24 ページ: 95-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Risk factors for knee osteoarthritis in Japanese men : a case-control study (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura N, Kinoshita H, Hori N, Nishioka T, Ryujin M, Mantani Y, Miyake M, Takeshita T, Ichinose M, Yoshida M, Oka H, Kawaguchi H, Nakamura K, Cooper C
  • 雑誌名: Mod Rheumatol 16 ページ: 24-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurological level diagnosis of cervical stenotic myelopathy (2006)
  • 著者名/発表者名: Seichi A, Takeshita K, Kawaguchi H, Matsudaira K, Higashikawa A, Ogata N, Nakamura K
  • 雑誌名: Spine 31 ページ: 1338-43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertebral hemangioma compressing the thoracic spinal cord : application of computer-aided navigation and intraoperative spinal sonography for surgery through anterior and posterior approaches (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakanishi H, Hoshi K, Nakajima S, Akune T, Takeshita K, Yamamoto M, Kawaguchi H, Nakamura K, Seichi A
  • 雑誌名: J Orthop Sci 11 ページ: 294-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carminerin contributes to chondrocyte calcification during endochondral ossification (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Kawano H, Koshizuka Y, Fukuda T, Yoshimura K, Kamekura S, Saito T, Ikeda T, Kawasaki Y, Azuma Y, Ikegawa S, Hoshi K, Chung UI, Nakamura K, Kato S, Kawaguchi H
  • 雑誌名: Nature Med 12 ページ: 665-670
• [雑誌論文] Cartilage tissue engineering using human auricular chondrocytes embedded in different hydrogel materials (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka H, Asato H, Ogasawara T, Nishizawa S, Takahashi T, Nakatsuka T, Koshima I, Nakamura K, Kawaguchi H, Chung UI, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res A 78 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] A large-scale genetic association study of ossification of the posterior longitudinal ligament of the spine (2006)
  • 著者名/発表者名: Horikoshi T, Maeda K, Kawaguchi Y, Chiba K, Mori K, Koshizuka Y, Hirabayashi S, Sugimori K, Matsumoto M, Kawaguchi H, Takahashi M, Inoue H, Kimura T, Matsusue Y, Inoue I, Baba H, Nakamura K, Ikegawa S
  • 雑誌名: Hum Genet 119 ページ: 611-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decreased activities of daily living and associations with bone loss among aged residents in a rural Japanese community : the Miyama Study (2006)
  • 著者名/発表者名: Oka H, Yoshimura N, Kinoshita H, Saiga A, Kawaguchi H, Nakamura K
  • 雑誌名: J Bone Miner Metab 24 ページ: 307-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of runt-related transcription factor 2 to the pathogenesis of osteoarthritis in mice after induction of knee joint instability. Runx2 contributes to pathogenesis of osteoarthritis in mice after induction of knee joint instability (2006)
  • 著者名/発表者名: Kamekura S, Kawasaki Y, Hoshi K, Shimoaka T, Chikuda H, Maruyama Z, Komori T, Sato S, Takeda S, Karsenty G, Nakamura K, Chung UI, Kawaguchi H
  • 雑誌名: Arthritis Rheum 54 ページ: 2462-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cumulative incidence and changes in prevalence of vertebral fractures in a rural Japanese community : A 10-year follow-up of the Miyama cohort (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura N, Kinoshita H, Oka H, Muraki S, Mabuchi A, Kawaguchi H, Nakamura K
  • 雑誌名: Arch Osteoporosis DOI10.1007/s11657-006-0007-0(online publication)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of bone formation by adiponectin through autocrine/paracrine and endocrine pathways (2006)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Y, Yamaguchi M, Ogata N, Akune T, Kubota N, Yamauchi T, Terauchi Y, Kadowaki T, Takeuchi Y, Fukumoto S, Ikeda T, Hoshi K, Chung UI, Nakamura K, Kawaguchi H
  • 雑誌名: J Cell Biochem 99 ページ: 196-208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct association of gene polymorphisms of estrogen receptor and vitamin D receptor with lumbar spondylosis in postmenopausal women (2006)
  • 著者名/発表者名: Koshizuka Y, Ogata N, Shiraki M, Hosoi T, Seichi A, Takeshita K, Nakamura K, Kawaguchi H
  • 雑誌名: Eur Spine J 15 ページ: 1521-1528
• [雑誌論文] Tailor-made tricalcium phosphate bone implant directly fabricated by a three-dimensional ink-jet printer (2006)
  • 著者名/発表者名: Igawa K, Mochizuki M, Sugimori O, Shimizu K, Yamazawa Y, Kawaguchi H, Nakamura K, Takato T, Nishimura R, Suzuki S, Anzai M, Chung UI, Sasaki N
  • 雑誌名: J Artif Organs 9 ページ: 234-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue reactions to engineered cartilage based on poly-L-lactic acid scaffolds
  • 著者名/発表者名: Fujihara Y, Asawa Y, Takato T, Hoshi K
  • 雑誌名: Tissue Eng Part A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grafting of biocompatible polymer for longevity of artificial hip joints
  • 著者名/発表者名: Moro T, Takatori Y, Ishihara K, Nakamura K and Kawaguchi H
  • 雑誌名: Clin Orthop Rel Res 453 ページ: 58-63
  • 査読あり
• [学会発表] 糖代謝・脂質代謝調節分子による骨代謝制御 : マウスジェネティクスからのアプローチ : シンポジウム6 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川口浩、阿久根徹、緒方直史、星和人、篠田裕介、河村直洋、山口雅之、鄭雄一、門脇孝、中村耕三
  • 学会等名: 骨粗鬆症と骨関節疾患の遺伝学 : 第9回日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2007-11-16
• [学会発表] 関節軟骨再生の現状と展望 : シンポジウム3 (2007)
  • 著者名/発表者名: 星和人、川口浩、鄭雄一、高戸毅、中村耕三
  • 学会等名: 骨関節老化の基礎と臨床 : 第9回日本骨粗鬆症学会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2007-11-14
• [学会発表] 糖代謝と骨代謝に関連するAktシグナル (2007)
  • 著者名/発表者名: 川口浩、河村直洋、緒方直史、阿久根徹、山口雅之、星和人、門脇孝、中村耕三
  • 学会等名: 生活習慣と骨代謝 : 第25回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 大阪府大阪市
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] 永久軟骨を再生させるための軟骨細胞増殖・基質産生培養法の開発とその作用機序 : ワークショップ11 (2007)
  • 著者名/発表者名: 星和人、中村耕三、川口浩
  • 学会等名: 軟骨の変性と再生機序 : 第51回日本リウマチ学会総会・学術集会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2007-04-29
• [学会発表] 永久軟骨を再生させるための軟骨細胞再分化誘導法の検討と作用機序の解明 (2006)
  • 著者名/発表者名: 星和人、鄭雄一、中村耕三、川口浩
  • 学会等名: 第21回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 長崎県長崎市
  • 年月日: 20061019-20
• [学会発表] Optimal Combination of Soluble Factors for Tissue Engineering of Permanent Cartilage with High Quality and Quantity from Autologous Human Chondrocytes (2006)
  • 著者名/発表者名: Hoshi K, Liu G, Ogasawara T, Asawa Y, Takahashi T, Yamaoka U, Chung UI, Takato T, Nakamura K, Kawaguchi H
  • 学会等名: ASBMR 28^<th> Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia, Pennsylvania, USA
  • 年月日: 20060915-19
• [学会発表] 糖代謝、脂質代謝調節分子による骨代謝制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 川口浩、阿久根徹、緒方直史、星和人、篠田裕介、河村直洋、山口雅之、鄭雄一、門脇孝、中村耕三
  • 学会等名: 第24回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 東京都江東区
  • 年月日: 20060706-08
• [学会発表] 自家軟骨細胞から大量永久軟骨再生のための最適シグナル条件の系統的・網羅的検索 (2006)
  • 著者名/発表者名: 星和人、劉光耀、小笠原徹、浅輪幸世、高橋嗣明、鄭雄一、高戸毅、中村耕三、川口浩
  • 学会等名: 第24回日本骨代謝学会学術集会
  • 発表場所: 東京都江東区
  • 年月日: 20060706-08
• [図書] 症候6四肢の症候小項目6「背部痛」(永井良三(編)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 星和人, 原慶宏, 森井太郎, 松平浩
  • 総ページ数: 1491-1492
  • 出版者: 看護に役立つ疾患・症候事典 メジカルフレンド 東京
• [図書] 第1章移植細胞の生物医学1)「成熟細胞軟骨細胞」(田畑泰彦(編)) (2008)
  • 著者名/発表者名: 星和人, 高戸毅
  • 総ページ数: 32-37
  • 出版者: 進みつづける細胞移植治療の実際 メディカルドゥ 大阪
• [図書] Experimental Murine Model of Ossfication of Spinal Ligements Induced by Bone Morphogenetic Protein-(Yonenobu K, Nakamura K, Toyama Y(eds)) (2006)
  • 著者名/発表者名: Hoshi K
  • 総ページ数: 93-100
  • 出版者: Ossification of the Posterior Longitudinal Ligament 2nd Edition, Springer, Tokyo
• [図書] 第6章「骨」(加藤隆史(編)) (2006)
  • 著者名/発表者名: 星和人
  • 総ページ数: 75-87
  • 出版者: バイオミネラリゼーションとそれに倣う新機能材料の創製シーエムシー出版 東京