生体力学的環境変化により生じる椎間板細胞・組織の変性制御に関する統合的研究

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23592150
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 須藤 英毅 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (30374367)
• キーワード: 椎間板組織 / アポトーシス / 生体力学

研究概要

椎間板変性疾患に対する今後の臨床応用を目標として，生体力学的環境変化により生じる椎間板細胞･組織の変性変化が遺伝子学的に制御可能かどうかを，生体力学的・分子生物学的手法を用いた多面的なアプローチにより統合的に検討することを本研究の目的とした．
具体的には椎間板細胞に力学的負荷を与え，アポトーシス関連遺伝子の発現変化を解析したのち，遺伝子強制発現およびノックダウンにより，椎間板細胞の増殖維持・誘導が起こるか検討し，アポトーシス関連遺伝子の相互作用を確認する．さらに生体力学的負荷を与えたin vivo動物実験で，これら遺伝子の椎間板組織内導入・干渉実験を行い，椎間板組織の経時的・質的変化についての調査を行う．
当該年度においてはin vivo実験として，日本白色家兎脊椎に自作の圧負荷装置を装着させ，ヒト椎間板組織にかかる生理的荷重と同等の圧負荷を椎間板組織にかけた後，caspase 3 siRNAをＸ線イメージ下に椎間板内へ投与し，椎間板組織の変性変化を経時的に評価した．対照群と比較し椎間板の変性が抑制可能であることを病理学的，MRI画像評価から確認した．
またin vitoro試験としてヒト椎間板細胞を単離・継代，3次元培養した上で自作の圧負荷装置により圧迫をかけ，caspase3 siRNAを椎間板細胞に導入し，免疫染色及びWestern blotにてアポトーシス関連遺伝子群の発現抑制を確認した．

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

ヒト細胞に対するcaspase 3siRNAの抑制効果が蛋白レベルまで確認でき，
生体力学的環境試験としての圧負荷モデルにおけるin vivoレベルでも，確認できたから．

今後の研究の推進方策

抗プロテオグリカン抗体と抗II型コラーゲン抗体を用いた細胞外基質産生能の評価と
活性型caspase 3免疫染色とTUNEL染色による椎間板組織のアポトーシス細胞の組織学的評価の追加確認試験

次年度の研究費の使用計画

該当なし

研究成果

• [雑誌論文] Global identification of genes related to nutrient deficiency in intervertebral disc cells in an experimental nutrient deprivation model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sudo H, Yamada K, Iwasaki K, Higashi H, Ito M, Minami A, Iwasaki N
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e58806
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0058806
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fungal Spinal Infection Treated with Percutaneous Posterolateral Endoscopic Surgery (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwata A, Ito M, Abumi K, Sudo H, Kotani Y, Shono Y, Minami A
  • 雑誌名: J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg 巻: Epub ページ: ahead of print
  • 査読あり
• [雑誌論文] Severe Fixed Cervical Kyphosis Treated with Circumferential Osteotomy and Pedicle Screw Fixation Using an Anterior-Posterior-Anterior Surgical Sequence (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihara H, Abumi K, Ito M, Kotani Y, Sudo H, Takahata M
  • 雑誌名: World Neurosurg 巻: Epub ページ: ahead of print
  • DOI: pii: S1878-8750(13)00084-3. 10.1016/j.wneu.2013.01.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cervical myelopathy resulting from combined ossification of the ligamentum flavum and posterior longitudinal ligament: report of two cases and literature review (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotani Y, Takahata M, Abumi K, Ito M, Sudo H, Minami A
  • 雑誌名: Spine J 巻: 13 ページ: e1-6
  • DOI: 10.1016/j.spinee.2012.10.038.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Replication Study for Association of 5 Single Nucleotide Polymorphisms With Curve Progression of Adolescent Idiopathic Scoliosis in Japanese Patients (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogura Y, Takahashi Y, Kou I, Ito M, Sudo H, Kotani T, Watanabe K, Chiba K, Toyama Y, Matsumoto M, Ikegawa S
  • 雑誌名: Spine (Phila Pa 1976) 巻: 13 ページ: 571-575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-Term Outcomes of Anterior Spinal Fusion for Treating Thoracic Adolescent Idiopathic Scoliosis Curves: Average 15-year Follow-up Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sudo H, Ito M, Kaneda K, Shono Y, Takahata M, Abumi K
  • 雑誌名: Spine (Phila Pa 1976) 巻: Epub ページ: ahead of print
  • 査読あり
• [雑誌論文] Post-traumatic lumbar subdural hematoma (2012)
  • 著者名/発表者名: Sudo H, Abumi K, Menjo Y, Ito M
  • 雑誌名: Spine J 巻: 12 ページ: 714-5
  • DOI: 10.1016/j.spinee.2012.06.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] A retrospective study of congenital osseous anomalies at the craniocervical junction treated by occipitocervical plate-rod systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Ding X, Abumi K, Ito M, Sudo H, Takahata M, Nagahama K, Iwata A
  • 雑誌名: Eur Spine J 巻: 21 ページ: 1580-9
  • DOI: 10.1007/s00586-012-2324-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spinal cord compression by hematoma in the cervical ligamentum flavum: a case report (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotani Y, Sudo H, Abumi K, Ito M, Matsubara S, Minami A
  • 雑誌名: Spine J 巻: 12 ページ: e18-21
  • DOI: 10.1016/j.spinee.2012.03.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of deep extensor muscle-preserving approach on clinical outcome of laminoplasty for cervical spondylotic myelopathy: comparative cohort study (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotani Y, Abumi K, Ito M, Sudo H, Takahata M, Nagahama K, Iwata A, Minami A.
  • 雑誌名: Eur Spine J 巻: 21 ページ: 1536-44
  • DOI: 10.1007/s00586-012-2260-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cervical angina because of ossification of the posterior longitudinal ligament. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sudo H, Goto R
  • 雑誌名: Spine J 巻: 12 ページ: 169
  • DOI: 10.1016/j.spinee.2012.01.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mid-term clinical results of minimally invasive decompression and posterolateral fusion with percutaneous pedicle screws versus conventional approach for degenerative spondylolisthesis with spinal stenosis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotani Y, Abumi K, Ito M, Sudo H, Abe Y, Minami A
  • 雑誌名: Eur Spine J 巻: 21 ページ: 1171-7
  • DOI: 10.1007/s00586-011-2114-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstruction of the subaxial cervical spine using pedicle screw instrumentation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Abumi K, Ito M, Sudo H
  • 雑誌名: Spine (Phila Pa 1976) 巻: 37 ページ: E349-56
  • DOI: 10.1097/BRS.0b013e318239cf1f
  • 査読あり
• [学会発表] 思春期特発性側弯症（Lenke 5C）に対するdual rodシステムを用いた前方矯正固定術の長期成績－Ｘ線画像，肺機能およびSRS-30による調査－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 須藤 英毅 伊東 学 金田 清志 庄野 泰弘 鐙 邦芳
  • 学会等名: 日本整形外科学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市）
  • 年月日: 20120517-20120520
• [学会発表] 思春期特発性側弯症（Lenke 5C）に対するdual rodシステムを用いた前方矯正固定術の長期成績－Ｘ線画像，肺機能およびSRS-30による調査－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 須藤 英毅 伊東 学 金田 清志 庄野 泰弘 鐙 邦芳
  • 学会等名: 日本脊椎脊髄病学会
  • 発表場所: 石橋文化センター（久留米市）
  • 年月日: 20120419-20120421