权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

The elucidation of osteoarthritis pathogenesis based on the osteogenic culture experiment of induced pluripotent cells with the modification of oxygen tension

基于氧张力修饰诱导多能细胞成骨培养实验阐明骨关节炎发病机制

基本信息

批准号：
20K09508
负责人：
稲垣有佐
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Nara Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K09508/
关键词：
変形性膝関節症ヒト人工多能性幹細胞骨分化 iPS細胞酸素濃度

项目摘要

変形性膝関節症(KOA) の早期治療は我が国にとって大変重要な課題であるが、その発症に関与する分子レベルでの反応の詳細については未だ明らかにされていない。申請者は低酸素環境中のラット骨髄間葉系幹細胞(MSCs) が通常酸素環境へ暴露されることで骨形成能が促進されることを既に報告した。本研究の目的は、ヒト人工多能性幹細胞(iPSCs) を用い、上記の酸素濃度変化時の遺伝子発現量の解析等を従来より正確性に重点を置いて行い、その結果から分子レベルでの機序を解明し、KOAのみならず他関節OAの病態解明と、将来的にそれに対応した新規薬剤の開発に資することである。昨年度までの研究で、iPSCsを通常酸素環境下骨分化誘導培養ではTATA box　bindingprotein (TBP)が最も安定しており、最適な参照遺伝子であることが判明した。次に低酸素環境でのiPSCs骨分化誘導実験を施行した。その結果通常酸素環境と異なり、ribosomal protein S18 （RPS18）が骨分化誘導の最適な参照遺伝子であることが判明した。上記結果をもとに以下検討を行った。酸素濃度を 7％でday 28 まで継続培養した群を H 群とした。酸素濃度を 7％から途中で 21％に変更し day 28 まで培養した群を HN 群とした。各期間のサンプルから RNA を抽出し、未分化マーカー・骨芽細胞分化マーカー・骨細胞分化マーカーについての RT-qPCR を行った。両群とも未分化マーカーは経時的に有意に減少し、骨芽細胞・骨細胞分化マーカーは増加傾向を示した。本研究の結果から、酸素濃度 7％の環境下であっても、培養中に酸素濃度を変化させても、iPS 細胞の骨分化が示された。

The early treatment of knee osteoarthritis (KOA) is an important issue in China. The applicant reported that bone mesenchymal stem cells (MSCs) were exposed to low levels of acid and that bone formation could be promoted. The purpose of this study is to focus on the use of artificial pluripotent stem cells (iPSCs), the analysis of the amount of protein produced when the acid concentration changes, and the understanding of the molecular mechanism of KOA, the understanding of the pathogenesis of other joint OA, and the development of new drugs in the future. In this study, it was found that TATA box binding protein (TBP) was the most stable and suitable reference protein for iPSCs induced by bone differentiation in normal acid environment. The bone differentiation of iPSCs was induced in a low-acid environment. The results showed that ribosomal protein S18 (RPS18) was the most suitable reference gene for bone differentiation induction. The above results are discussed below. The acid concentration is 7% and the concentration is 28%. The acid concentration dropped from 7% to 21% on the way, and the HN group was cultured on day 28. During each period, RNA was extracted from the sample, and RT-qPCR was performed on undifferentiated ーー, bone bud cell differentiation ーー, and bone cell differentiation ーー. The number of undifferentiated osteoblasts decreases intentionally, and the number of osteoblasts increases. The results of this study showed that bone differentiation of iPS cells was observed under the condition of 7% acid concentration and changing acid concentration in culture.