変形性膝関節症におけるS-ニトロソグルタチオン還元酵素と自然免疫系細胞の役割

日常生活に甚大な悪影響をもたらす変形性膝関節症（OA）の発症機構解明と根治的治療法の開発に資する候補物質として、本研究では低酸素反応因子HIF2αとS-ニトロソグルタチオン還元酵素（S-nitrosoglutathion reductase；GSNOR)の作用に着目し、GSNORの欠損により増加が予測されるHIF2αのニトロソ化修飾（HIF2α-SNO）がOA発症に与える影響に焦点をあて解析を行う。2021-2023年度は、GSNORがClass Ⅲアルコール脱水素酵素（ADH3）としての作用を持ち、かつその局在に組織特異性がないことを利用して、アルコールを投与した個体がGSNOR（ADH3）の働きを介して骨組織の構造改変に寄与するかにつき考察した。10％エタノールを負荷した13週雌C57BL/6マウス（Alc群）を解剖し、液体窒素を用いて破砕、ライセート化したマウス大腿骨遠位端からmRNAを抽出しリアルタイム定量的PCRにて骨代謝関連のmRNA発現頻度を群間比較した。Alc群において遺伝子レベルで骨吸収が亢進しており、細胞解析ではAlc群においてnatural killer T(NKT)様細胞の機能が低下し、抗炎症サイトカインであるIL-4の産生低下を介して骨吸収が促進することが明らかとなった。本知見から、骨吸収の亢進には自然免疫細胞、とくにNKT様細胞と破骨細胞成熟が深く関与していることが示された。上記研究結果をもとに、2024年度はOAの病態として一般的な内反変形膝における軟骨下骨硬化の進展メカニズムにつき、GSNORと骨形成の関係を中心に解析する。

日常生活に甚大な悪影響をもたらす変形性膝関節症（OA）の発症機構解明と根治的治療法の開発に資する候補物質として、本研究では低酸素反応因子HIF2αとS-ニトロソグルタチオン還元酵素（S-nitrosoglutathion reductase；GSNOR)の作用に着目し、GSNORの欠損により増加が予測されるHIF2αのニトロソ化修飾（HIF2α-SNO）がOA発症に与える影響に焦点をあて解析を行う。2021-2023年度は、GSNORがClass Ⅲアルコール脱水素酵素（ADH3）としての作用を持ち、かつその局在に組織特異性がないことを利用して、アルコールを投与した個体がGSNOR（ADH3）の働きを介して骨組織の構造改変に寄与するかにつき考察した。10％エタノールを負荷した13週雌C57BL/6マウス（Alc群）を解剖し、液体窒素を用いて破砕、ライセート化したマウス大腿骨遠位端からmRNAを抽出しリアルタイム定量的PCRにて骨代謝関連のmRNA発現頻度を群間比較した。Alc群において遺伝子レベルで骨吸収が亢進しており、細胞解析ではAlc群においてnatural killer T(NKT)様細胞の機能が低下し、抗炎症サイトカインであるIL-4の産生低下を介して骨吸収が促進することが明らかとなった。本知見から、骨吸収の亢進には自然免疫細胞、とくにNKT様細胞と破骨細胞成熟が深く関与していることが示された。上記研究結果をもとに、2024年度はOAの病態として一般的な内反変形膝における軟骨下骨硬化の進展メカニズムにつき、GSNORと骨形成の関係を中心に解析する。