| 研究課題/領域番号 |
19H03782
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中田 研 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00283747)
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| 研究分担者 |
前 達雄 大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (10569734)
金本 隆司 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (20512049)
下村 和範 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (40755998)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 変形性関節症 / 力学刺激 / 疼痛関連因子 / インテグリン / マトリックスメタロプロテアーゼ |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、①関節組織（関節軟骨・滑膜・半月板）構成細胞におけるメカニカルストレスが炎症メディエーター/疼痛関連因子/MMPの産生を促進する機構の探索、②メカニカルストレス受容関連因子の機能検証によって、OAの病態解明・治療開発に有用な基礎的知見の獲得を目指すものである。
前年度得られた結果の一つ：「関節軟骨由来細胞の三次元培養にアテロコラーゲンゲルを用いることによって、遺伝子発現および細胞挙動に大きな影響があること」に関して、英語論文を発表した。その骨子は、アテロコラーゲンを細胞外マトリックスとした場合には、特定のMMPの発現が促進されており、その過程でα2β1インテグリンが関与する、というものである。阻害薬を用いた検証では、細胞増殖・分化・細胞形状・繰り返し圧縮刺激に対する反応に関しても、α2β1インテグリンが一定の機能を有することが示された。アテロコラーゲンゲルは、関節軟骨治療のみならず、多くの分野で活用されるスキャフォールドであり、本知見の意義は小さくない。また、OAの病態に重要とされる炎症性サイトカイン刺激と力学刺激（繰り返し圧縮刺激）の関係について、ヒト関節軟骨由来細胞と滑膜由来細胞の三次元培養体を用いた研究結果に関して、現在英語論文の投稿準備中である。
同時に、より生体に近い実験系として、ヒト関節組織器官培養を用いる実験にも、力点を置き、関節軟骨組織及び半月板の変性の生物学的背景の検証に注力した。細胞実験と同様、臨床上重要と考えられている二種の刺激（炎症性サイトカイン刺激・繰り返し圧縮刺激）に対する組織の反応をターゲットとするため、定量評価の要素を含んだ組織変性の新規分類法及び器官培養の縦断的評価の系を考案・活用している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
①前年度得られた結果の一つ、「関節軟骨由来細胞の三次元培養にアテロコラーゲンゲルを用いることによって、遺伝子発現および細胞挙動に大きな影響がある」という新知見に関して、英語論文を発表した。
②OAの病態に重要とされる炎症性サイトカイン刺激と力学刺激（繰り返し圧縮刺激）の関係について、ヒト関節軟骨由来細胞と滑膜由来細胞の三次元培養体を用いて検証し、ある一定の成果を得ている。学会発表済みであり、現在英語論文の投稿準備中である。
③関節内組織（関節軟骨・半月板）の変性の定量評価、及び器官培養の縦断的評価の系を新規考案し、活用できるようになっている。組織由来細胞による結果の検証に有用でありまた、より生体に近い対象としての価値は高いと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
コラーゲンスポンジとヒト関節軟骨由来・滑膜組織由来細胞と用いた三次元培養体による解析結果から得られた現象、及びそれに関与する因子・経路に関する検討を継続する。とくに、より生体に近いと考えられる評価系（ヒト組織器官培養、動物疾患モデル）での検証に力点をおいて、研究を推進する。
現在とくに研究の焦点としているのは、関節軟骨と半月板変性の病態に関してである。人工膝関節置換術を受けた患者の膝関節内組織には、強く変性した部分とそうでない部分が共存している。個体としての背景が同一であることを利点と認識して、変性の程度が異なる組織を比較することによって、組織変性の生物学的意義の解明を目指す。既存の変性の定義は、肉眼的外観・組織学的評価に立脚したものが一般的である。これらは定量性に乏しいため、組織変性の程度の識別や介入効果の判定での使用には適さない。縦断的に可能な定量性を有する評価を新たに提唱し、その妥当性を示すことが、ヒト変性疾患の病態解明及び治療開発大きく寄与すると考えている。また、変性の評価にはバイオメカニクス的解析が重要と考えられるため、新たな評価手法（動的粘弾性など）を追加予定としている。
リコンビナント蛋白や阻害薬の使用に加えて、アデノ随伴ウイルス使用による遺伝子導入および遺伝子抑制を計画・遂行中である。前年までのスクリーニングにおいて抽出された候補遺伝子・分子経路に対して介入を行うことによるヒト関節内組織由来細胞・関節軟骨組織・半月板組織の変化を評価、検討する。組織変性に関与する因子の同定とその機能解析によって、OAの病態解明に寄与する知見を得ることを目指す。
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