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ヒト3次元軟骨組織モデルによる新規軟骨特異的分子の同定と軟骨分化制御機構の解明

使用人体 3D 软骨组织模型鉴定新型软骨特异性分子并阐明软骨分化控制机制

基本信息

批准号：
21H03054
负责人：
山下晃弘
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

関節軟骨は骨端に位置し、円滑な関節運動を担っている。その損傷や老化は変形性関節症(OA)と呼ばれる運動機能障害を引き起こし、Quality of Life (QOL)が著しく損なわれる。しかし現在有効な治療薬はない。その要因として、1)有用なヒトモデル系が存在しないこと、2)軟骨の発生・成熟・老化の機序を網羅的、総合的に解析した例が少なく、未だ同定されていない軟骨特異的分子が多く存在する可能性があることが挙げられる。本研究の主たる目的は、新たなOA治療法の開発を目指し、iPS細胞技術を利用したヒト3次元軟骨組織モデルを構築し、網羅的探索にて同定した新規軟骨特異的分子の軟骨分化制御機構を分子レベルで解明することである。次年度である2022年度は作製した遺伝子改変マウス(ノックアウト)と遺伝子改変iPS細胞を用いて以下の実験を行なった。1) 遺伝子改変マウス(ノックアウト) の解析 : 作製した遺伝子改変マウス(ノックアウト)の組織解析とsingle RNA seq(scRNA-seq)を行なった。scRNA-seqについては今後発現変動遺伝子を元にGO解析や上流解析を行いメカニズムの解明を行う予定である。2) 遺伝子改変iPS細胞の軟骨組織への分化誘導 : 遺伝子改変iPS細胞由来軟骨は遺伝子改変マウスから採取した初代軟骨細胞と同様に分化誘導過程で成長因子に反応し遺伝子発現が反応することを見出した。ヒトモデルとして今後詳細に解析する予定である。

Articular cartilage is located at the bone end, and joint motion is affected. Damage, aging, and osteoarthritis (OA) are the causes of motor dysfunction, and Quality of Life (QOL) is impaired. There is no cure now. The main reasons are: 1) the existence of useful molecules; 2) the comprehensive analysis of the mechanisms of cartilage development, maturation and aging; 3) the possibility of the existence of cartilage-specific molecules. The main purpose of this study is to explore the development of new OA therapies, and to explore the use of iPS cell technology to construct and integrate cartilage tissues, and to identify new cartilage-specific molecules that regulate cartilage differentiation. In 2022, the following activities were carried out: 1)The analysis of gene mutation: tissue analysis and single RNA seq(scRNA-seq). scRNA-seq 2)Differentiation induction of cartilage tissue of modified iPS cells: The origin of modified iPS cells is cartilage. The differentiation induction process of primary chondrocytes and chondrocytes is induced by growth factors. A detailed analysis will be made in the future.