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2022 年度 研究成果報告書

軟骨・半月細胞の機械的ストレスに応答する核酸修復・エネルギー代謝の解析と治療開発

研究課題

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研究課題/領域番号 20K11345
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関聖マリアンナ医科大学

研究代表者

油井 直子  聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (20266696)

研究分担者 遊道 和雄  聖マリアンナ医科大学, 医学研究科, 教授 (60272928)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード力学的ルストレス / 細胞エネルギー代謝 / 核酸修復酵素 / 軟骨細胞 / 半月板細胞
研究成果の概要

本研究において、力学的ストレスに応答し、軟骨細胞および半月板細胞のエネルギー代謝(グルコース取り込み、ATP産生)は一過性に亢進し、ミトコンドリア内のクエン酸回路-電子伝達系の亢進により過剰の活性酸素種が発生して漏出すること、この過剰な活性酸素種がDNA酸化損傷の一因となることを確認した。また、ATP産生量を制御する細胞内エネルギーセンサーの役割を持つ5'-AMP-activated protein kinaseとNAD依存性脱アセチル化酵素活性を持つsirtuin-1は、相互に正のフィードバック機構を形成して細胞エネルギー代謝を調節し、力学的ストレスに応答して変化することを明らかにした。

自由記述の分野

スポーツ医学

研究成果の学術的意義や社会的意義

関節への過度の力学的ストレスは、軟骨細胞・半月板細胞の活性低下、軟骨コラーゲンや半月板など基質の変性・破壊、軟骨下骨層の変性および関節機能障害を惹起し、変形性関節症などの関節障害の病因病態に関与すると考えられている。これまで、軟骨細胞および半月細胞が力学的ストレスをどのように感受して応答するのか(ストレス感受・応答因子)、病的・過剰な力学的ストレスに対して防御反応・機構はあるのか、さらに力学的ストレス感受・応答機構と関節変性機序との関連については未解明な点が多かったが、本研究によって軟骨細胞・半月板細胞の力学的ストレス応答機構の解明の糸口が得られた。さらに研究を進め、治療法開発につなげていく。

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公開日: 2024-01-30  

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