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2021 年度 実績報告書

軟骨細胞グライコーム解析による変形性関節症発症機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K18516
研究機関北海道大学

研究代表者

宝満 健太郎  北海道大学, 医学研究院, 博士研究員 (40823331)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードFUT8 / N-glycome / コアフコシル化 / 軟骨
研究実績の概要

2020年度までに確立した高マンノース型糖鎖分解酵素に基づく軟骨変性の系において、マウス軟骨を用いたN-glycomeを行い、N型糖鎖のコアフコシル化が起きていることを同定した。N 型糖鎖の根元にα1,6 フコースを転移する糖転移酵素はフコース転移酵素ファミリーにおいてFut8のみであるため、軟骨におけるFut8の役割を検討するために、Cas9ゲノム編集法により軟骨特異的にFut8を欠失するコンディショナルノックアウトマウス(FUT8loxP/loxP - Col2a1Cre+/-マウス)を作製した。作出したマウスの軟骨でN-glycomeを実施するとコアフコシル化N型糖鎖の消失を認め、軟骨でのFUT8 遺伝子発現を軟骨細胞mRNA 由来cDNA を鋳型に用いリアルタイムPCR 定量法で検討したところ、FUT8遺伝子発現は野生型マウスに比して99%以上減弱していることが判明した。Fut8コンディショナルノックアウトマウスは野生型マウスより小型に生育するものの、四肢の短縮や胸郭の矮小化のような骨格形成への明確な表現型は認めなかった。
Fut8コンディショナルノックアウトマウスの関節軟骨を高マンノース型糖鎖分解酵素に基づく軟骨変性の系へ供したところ、野生型マウスと同様に軟骨のOA化を認めた。しかし、野生型マウスが分解酵素を取り除いた後に軟骨変性から回復するのに対し、Fut8コンディショナルノックアウトマウスでは変性が促進され、失われたグリコサミノグリカンを補填する能力の欠如を示唆した。Fut8コンディショナルノックアウトマウスの膝関節にメカニカルストレスを加える実験モデルではOAが増悪し、関節の加齢に伴う変化を追跡したところ、OAが早期化することが明らかとなった。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Optical coherence tomography evaluation of the spatiotemporal effects of 3D bone marrow stromal cell culture using a bioreactor2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Jun、Onodera Tomohiro、Homan Kentaro、Liang Xu、Matsuoka Masatake、Miyazaki Takuji、Yoshiaki Hosokawa、Saito Mitsuru、Iwasaki Norimasa
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials

      巻: - ページ: 1~9

    • DOI

      10.1002/jbm.b.35043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flightless I is a catabolic factor of chondrocytes that promotes hypertrophy and cartilage degeneration in osteoarthritis2021

    • 著者名/発表者名
      Ebata Taku、Terkawi Mohamad Alaa、Hamasaki Masanari、Matsumae Gen、Onodera Tomohiro、Aly Mahmoud Khamis、Yokota Shunichi、Alhasan Hend、Shimizu Tomohiro、Takahashi Daisuke、Homan Kentaro、Kadoya Ken、Iwasaki Norimasa
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 102643~102643

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102643

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantification of Cartilage Surface Degeneration by Curvature Analysis Using 3D Scanning in a Rabbit Model2021

    • 著者名/発表者名
      Liang Dawei、Onodera Tomohiro、Hamasaki Masanari、Hishimura Ryosuke、Homan Kentaro、Xu Liang、Tian Yuan、Kanai Satoshi、Iwasaki Norimasa
    • 雑誌名

      CARTILAGE

      巻: 13 ページ: 1734S~1741S

    • DOI

      10.1177/19476035211059597

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 関節軟骨におけるフコシル化糖鎖の欠失は不可逆的な軟骨変性を惹起する2022

    • 著者名/発表者名
      宝満 健太郎, 小野寺 智洋, 花松 久寿, 古川 潤一, 宮崎 拓自, 山口 純, 細川 吉暁, 梁 大偉, 金 佑泳, 江畑 拓, 木村 洋介, 松岡 正剛, 岩崎 倫政
    • 学会等名
      第34回日本軟骨代謝学会
  • [学会発表] Core-fucosylation deficiency inhibits recovery in early degenerative cartilage.2022

    • 著者名/発表者名
      K. Homan, T. Onodera, H. Hanamatsu, J. Furukawa, T. Miyazaki, J. Yamaguchi, K. Y. Hosokawa, T. Ebata, D. Liang, W. Kim, M. Matsuoka, N. Iwasaki.
    • 学会等名
      The16th World Congress of International Chemical Reference Substances (ICRS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Deficiency of core-fucosylated glycan in articular cartilage inhibits recovery from cartilage damage and promotes cartilage degeneration.2021

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Homan, Tomohiro Onodera, Hisatoshi Hanamatsu, Jun-ichi Furukawa, Takuji Miyazaki, Jun Yamaguchi, Taku Ebata, Dawei Liang, WooYoung Kim, Masatake Matsuoka, Norimasa Iwasaki.
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of Orthopaedic Research Society (ORS)
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞特異的糖鎖解析による定量評価を応用した未分化iPS細胞除去条件の最適化2021

    • 著者名/発表者名
      宮崎 拓自, 小野寺 智洋, 花松 久寿, 古川 潤一, 宝満 健太郎, 川嵜 敏祐, 岩崎 倫政
    • 学会等名
      第36回日本整形外科基礎学術集会

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公開日: 2022-12-28  

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