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Pioneering chondroneutrigenomics research and its development into chondroneutrigenetics

开创性的软骨营养基因组学研究及其向软骨营养遗传学的发展

基本信息

批准号：
20K20611
负责人：
滝川正春
金额：
$ 16.56万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度アミノ酸代謝産物s-アデノシルメチオニン(SAM)がヒト軟骨細胞様細胞HCS-2/8細胞において、CCN2と2型コラーゲンの発現を誘導し、アグリカンの蓄積を促進することを報告したが、さらにアグリカン、SOX9、オルニチン脱炭酸酵素（ODC）の遺伝子発現を促進することを確かめた。また、1つの培養細胞株では不十分と考え、ラット骨肉腫由来軟骨細胞株RCSを用い同様の実験を行ったところ、アグリカンの蓄積の増強がみられ、この増強作用がSAM合成酵素であるMAT2aの阻害剤PF9366で阻害された。また、SAM添加でポリアミンレベルが増加することをPolyamine RED染色で確認した。さらに、プトレッシンと縮合してポリアミンを生成するdcSAMをSAMから合成する酵素AMD1の阻害剤Sardomozideはアグリカンの蓄積を阻害した。さらに、プトレッシンを合成するODCの特異的阻害剤αDFMOもアグリカンの蓄積を阻害した。また、両細胞でSAMはコンドロイチン硫酸合成酵素chsy1とchsy2の遺伝子発現も促進した。さらに、軟骨前駆細胞ATDC5をITSの存在下で軟骨細胞へ分化させる系でSAMはアグリカン、2型コラーゲン、CCN2の遺伝子発現を促進した。我々は以前にポリアミンが軟骨細胞の分化機能の発現を亢進させることを報告していることから、SAMは単なるポリアミン合成の材料源なるだけでなく、種々の軟骨分化関連因子の遺伝子発現を促進することにより軟骨分化機能の発現を亢進させることが明らかとなった。本研究成果はコンドロニュートリゲノミクス研究の重要な一例となる。コンドロニュートリジェネティクス研究では、当初からCCN2とGDF5との関連を追及する計画であり、CCN2が関節軟骨形成因子GDF5と結合するだけでなく、BMPRIIおよびBMPR1αと1βとも結合することを解明した。

In the past year, the production of s-decarboxylase (SAM), an acid metabolite, was induced in HCS-2/8 cells, CCN2 and CCN2, and the accumulation of decarboxylase was promoted. The inhibition of MAT2a by PF9366 is the same as that of the enhancement of SAM synthesis by the accumulation of enzymes in RCS cells. The addition of SAM was confirmed by Polyamine RED staining. In addition, the formation of dcSAM, the synthesis of AMD1, and the accumulation of sardomide are also discussed. The specific inhibitor of ODC synthesis is αDFMO, which inhibits the accumulation of ODC. The expression of chsy1 and chsy2 in SAM cells is promoted by the enzyme. In the presence of ATDC5, chondrocyte differentiation was promoted in SAM, CCN2 and type 2 chondrocytes. We report that the expression of cartilage differentiation related factors is promoted by the synthesis of cartilage differentiation related factors. The results of this study are an important example of the research on the relationship between the two. The association between CCN2 and GDF5 was investigated in the first study. The association between CCN2 and GDF5 was investigated in the second study. The association between BMPRII and BMPR1 α and 1β was investigated.