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2017 年度 実績報告書

生理的低酸素環境の再現による軟骨細胞のストレス応答機構の究明

研究課題

研究課題/領域番号 26462312
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

新井 祐志  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50347449)

研究分担者 久保 俊一  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20178031)
中川 周士  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30643382)
土田 真嗣  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10719834)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード軟骨 / 低酸素 / ヒアルロン酸
研究実績の概要

昨年度までの結果からin vitroで低酸素環境下に軟骨細胞にヒアルロン酸を加えると定常酸素環境下と異なる基質代謝が起こることを示した。このことからこれまでのin vitroの実験で報告されていたヒアルロン酸の代謝が軟骨細胞が低酸素環境にあるin vivoでは異なる代謝を引き起こしている可能性があるためin vivoでのヒアルロン酸代謝について検討した。また、その他の物理刺激に関しても定常酸素下と低酸素環境下では異なる可能性があるため、メカニカルストレスについても低酸素環境下での基質代謝因子の変化を確認した。
in vivoでヒアルロン酸を関節内に投与し8時間後に関節軟骨を採取し軟骨細胞を単離し、real time RT PCRで遺伝子発現を確認すると軟骨基質因子の発現が上昇していた。このことから関節内投与を行う薬物は低酸素環境である関節内環境で薬物代謝が変化する可能性について検討する必要がある。
また、in vitroでのメカニカルストレス負荷実験では、低酸素環境では、定常酸素環境したと異なり、強度、時間によってanabolic factor、catabolic factorともに変化する遺伝子が異なった。また、低酸素環境下と定常酸素環境下では遺伝子の変動が異なり、低酸素環境下でのmecanical stress応答機構は定常酸素環境下と異なることがわかった。
このことから低酸素環境である関節腔内では低酸素誘導因子であるHIF-αを中心とした異なるメカニズムが働き軟骨代謝に影響を与えている可能性を考えた。今後は低酸素環境に着目し、運動療法などの効率化を画策し研究を続けていく予定である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] The effect of treadmill running on knee articular cartilage in rats2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Shimomura, Hiroaki Inoue, Yuji Arai, Shuji Nakagawa, Shinji Tsuchida, Shohei Ichimaru, Osam Mazda, Toshikazu Kubo
    • 学会等名
      20th World Congress of the Osteoarthritis Research Society International (OARSI)
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of inflammatory cytokine expression and osteoclastgenesis by gap junctional protein in vitro and in vivo.2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Shimomura, Shinji Tsuchida, Yuji Arai, Shuji Nakagawa, Hiroaki Inoue, Shohei Ichimaru, Yuta Fujii, Osam Mazda, Toshikazu Kubo
    • 学会等名
      The 5th annual meeting of the international cytokine and interferon society
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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