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2013 年度 実施状況報告書

周期的静水圧負荷モデルによる軟骨細胞の物理的ストレス受容経路の探索

研究課題

研究課題/領域番号 25670634
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関東京大学

研究代表者

齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (30456107)

研究分担者 澤田 良子  東京大学, 医学部附属病院, 特任研究員 (30648308)
池田 敏之  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80322759)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード軟骨代謝学 / 変形性関節症 / メカニカルストレス
研究概要

マウス初代関節軟骨細胞を用いて細胞伸展装置にて軟骨変性関連遺伝子の発現を誘導する条件(伸展率、伸展周期、負荷時間、負荷後の培養期間)を最適化し、その条件にて得られたcDNAをマイクロアレイにて解析した。ストレス負荷によって発現量が大きく変動する遺伝子を選別し、軟骨細胞での発現が多いものを絞り込み、候補遺伝子を複数絞り込んだ。そのうちの一つについては、軟骨細胞に投与することで強く軟骨変性を誘導することが培養細胞レベル、器官培養レベル、マウス生体レベルで確認された。その遺伝子はNFkBシグナルを阻害した状態では変性作用を失うことも分かり、その作用点がNFkB関連分子であることも明らかとなった。現在はその遺伝子のfloxマウスを入手し、詳細に解析すべく準備を進めている。また細胞伸展装置のほか、静水圧負荷装置の開発・導入も行った。マウス大腿骨頭の器官培養系を中心に条件検討を行っている。

現在までの達成度 (区分)
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

細胞伸展装置から得られたデータから有力なメカニカルストレスの標的分子を得ることができ、in vivo, ex vivo, in vitroにて有望な知見が多く得られている。また静水圧周期的負荷装置の開発も無事終了し、条件検討でも良好な結果を得られている。

今後の研究の推進方策

細胞伸展装置から得られた候補分子の機能解析はこのまま継続していく。具体的にはfloxマウスを用いて生体内での軟骨変性への関与を解析していくほか、NFkB関連マウスを駆使して相互関係を検証していく。またその分子の中和抗体を用いた変形性関節症の治療・予防モデル実験を行い、臨床応用の可能性を探る。
静水圧負荷装置については、条件を最適化でき次第マイクロアレイを行って変動遺伝子の解析を行い、伸展負荷との違いを探るとともに、新たな候補分子の探索を行う。

次年度の研究費の使用計画

今後幅広く、かつ詳細な遺伝子解析に着手するため。
floxマウスやNFkB関連マウスを用いた遺伝子解析など。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Identification of fibroblast growth factor-18 as a molecule to protect adult articular cartilage by gene expression profiling2014

    • 著者名/発表者名
      Mori Y, Saito T, Chang SH, Kobayashi H, Ladel CH, Guehring H, Chung UI, Kawaguchi H.
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 289 ページ: 10192-200

    • DOI

      10.1074/jbc.M113.524090

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive feedback between NF-κB and TNF-α promotes leukemia-initiating cell capacity.2014

    • 著者名/発表者名
      Kagoya Y, Yoshimi A, Kataoka K, Nakagawa M, Kumano K, Arai S, Kobayashi H, Saito T, Iwakura Y, Kurokawa M.
    • 雑誌名

      J Clin Invest.

      巻: 124 ページ: 528-42

    • DOI

      CliCa1402177184.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Col2a1-EGFP-iPS cells for monitoring chondrogenic differentiation.2013

    • 著者名/発表者名
      Saito T, Yano F, Mori D, Ohba S, Hojo H, Otsu M, Eto K, Nakauchi H, Tanaka S, Chung UI, Kawaguchi H
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8 ページ: e74137

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0074137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptional induction of ADAMTS5 by an NF-κB family member RelA/p65 in chondrocytes during osteoarthritis development.2013

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi H, Hirata M, Saito T, Itoh S, Chung UI, Kawaguchi H
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 288 ページ: 28620-9

    • DOI

      10.1074/jbc.M113.452169

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell-sheet technology combined with a thienoindazole derivative small compound TD-198946 for cartilage regeneration2013

    • 著者名/発表者名
      Yano F, Hojo H, Ohba S, Saito T, Honnami M, Mochizuki M, Takato T, Kawaguchi H, Chung UI.
    • 雑誌名

      Biomaterials.

      巻: 34 ページ: 5581-7

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials

    • 査読あり
  • [学会発表] IDENTIFICATION OF GREMLIN1 AS A CATABOLIC FACTOR INDUCED BY MECHANICAL STRESS LOADING IN ARTICULAR CHONDROCYTES2014

    • 著者名/発表者名
      Chang SH, Saito T, et al.
    • 学会等名
      Osteoarthritis Research Society International
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      20140424-20140427
  • [学会発表] Gremlin1は力学的負荷により誘導され、関節軟骨にcatabolicに作用する2014

    • 著者名/発表者名
      張成虎、齋藤琢ほか
    • 学会等名
      日本軟骨代謝学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20140228-20140301

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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