細胞死抑制活性強化蛋白質導入による骨軟骨移植片の軟骨細胞死の抑制と関節軟骨修復

通过引入具有增强细胞死亡抑制活性的蛋白质来抑制骨软骨移植物中的软骨细胞死亡并修复关节软骨

• 批准号: 20591767
• 负责人: 麻生 定光
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Nippon Medical School
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20591767/
• 关键词: アポトーシス; ネクローシス; Protein transduction; 軟骨; ミトコンドリア; bcl-x; 移植; GFPラット

本研究の目的は、外傷や変性による関節の骨軟骨損傷に対して行われる自家骨軟骨移植(モザイクプラスティー)において生じる移植片軟骨細胞の細胞死を抑制し、骨軟骨移植による関節軟骨損傷の修復効果を上げることである。申請者が開発した細胞死抑制活性が強化された細胞導入型蛋白質PTD-FNKを含む溶液に骨軟骨片を浸漬するだけで軟骨組織内の軟骨細胞に取り込まれ、NO等によって誘導される細胞死が抑制される。本研究課題では実験動物から骨軟骨円柱移植片を調製し、PTD-FNKを移植片軟骨細胞内に導入させ、移植後の関節損傷修復効果を病理組織学的や生化学的方法、及び力学的特性によって調べ、有効なPTD-FNK投与方法を検討する。研究課題1年目では、EGFP蛍光蛋白質を軟骨組織で発現しているEGFP-Tgラットの大腿骨内側顆部荷重部から径2.7mm、高さ15mmの円柱状骨軟骨片を採取し、PTD-FNKを含む培地に浸漬した。3時間後に、同種のnon-Tgラットの大腿骨内側顆部荷重部に移植した。移植後1,2,4週でパラフィン切片を作製し,組織検討を行った。組織学的にはFNK(+)群において移植片表面および軟骨細胞配列は比較的保たれていた。GFP陽性細胞(移植片の生細胞)率は、FNK(+)群、FNK(-)群ともに1週では90%以上であったが、FNK(-)群では2週目で有意に低下した。さらに、4週目では、FNK(-)群では軟骨基質のサフラニン0染色性が失われているのに対し、FNK(+)群では染色性が十分に保たれていた。以上のことから、PTD-FNK蛋白は自家移植骨軟骨後の細胞死を抑制し、移植片の細胞生存率を高め、軟骨構造の維持に著しい効果を示した。これらの結果は、国際的学術誌に発表した(Nakachi N, et al. J. His tochem. Cytochem.2009;57(3)197-206)。

The aim of this study was to control the growth of chondrocytes in autogenous osteochondral grafts, inhibit cell death of chondrocytes in autogenous osteochondral grafts, and improve the repair effect of osteochondral grafts. The applicant developed a cytostatic inhibitory activity that was enhanced by cell-introducing protein PTD-FNK, which was used to extract chondrocytes from cartilage tissue by soaking cartilage slices in a solution containing potassium and NO, and to induce cytostatic inhibition. This study aims to investigate the preparation of osteochondral column grafts in animals, the introduction of PTD-FNK into chondrocytes of the grafts, the effects of joint injury repair after transplantation, the pathological, biochemical and mechanical properties of PTD-FNK, and the methods of PTD-FNK administration. Research topic 1 year ago, EGFP light protein was found in cartilage tissue. EGFP-Tg was used to collect columnar bone cartilage pieces with a diameter of 2.7 mm and a height of 15mm from the loaded part of the inner part of the thigh bone. PTD-FNK was immersed in culture. After 3 days, the same kind of non-Tg gradient was transplanted into the inner part of the thigh bone. The tissue sections were prepared at 1, 2 and 4 weeks after transplantation. Histologically, the FNK(+) group was preserved on the graft surface and the chondrocyte alignment was compared. The percentage of GFP positive cells (new cells in the graft) was higher than 90% in FNK(+) group and FNK (-) group at 1 week and lower than that in FNK(-) group at 2 weeks. At the end of the fourth week, FNK(-) group was found to be highly resistant to staining in cartilage matrix. These results indicate that PTD-FNK protein can inhibit cell death after autograft, improve cell survival rate of autograft, and maintain cartilage structure. The results of this study are published in international journals (Nakachi N, et al. J. His tochem. Cytochem.2009;57(3)197-206)。

项目成果

Potential Protein Transduction Therapy Using an Artificial Anti-Cell Death Protein, PTD-FNK.

使用人工抗细胞死亡蛋白 PTD-FNK 的潜在蛋白转导疗法。

• 发表时间: 2008
• 作者: Aso;S.;et al.
• 通讯作者: et al.

Imaging mitochondrial redox environment and oxidative stress using a redox-sensitive fluorescent protein.

• DOI: 10.1272/jnms.75.66
• 发表时间: 2008-04
• 期刊: Journal of Nippon Medical School = Nippon Ika Daigaku zasshi
• 作者: Alexander M. Wolf;S. Asoh;I. Ohsawa;S. Ohta

Combination therapy with transductive anti-death FNK protein and FK506 ameliorates brain damage with focal transient ischemia in rat.

• DOI: 10.1111/j.0022-3042.2008.05360.x
• 发表时间: 2008-07
• 期刊: Journal of neurochemistry
• 影响因子: 4.7
• 作者: K. Katsura;Kumiko Takahashi;S. Asoh;Megumi Watanabe;M. Sakurazawa;I. Ohsawa;Takashi Mori;H. Igarashi;Seiji Ohkubo;Y. Katayama;S. Ohta

Prevention of chemotherapy-induced alopecia by the anti-death FNK protein

• DOI: 10.1016/j.lfs.2007.11.011
• 发表时间: 2008-01-16
• 期刊: LIFE SCIENCES
• 影响因子: 6.1
• 作者: Nakashima-Kamimura, Naomi;Nishimaki, Kiyomi;Ohta, Shigeo
• 通讯作者: Ohta, Shigeo

Therapeutic benefits of intrathecal protein therapy in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis

• DOI: 10.1002/jnr.21747
• 发表时间: 2008-10-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE RESEARCH
• 影响因子: 4.2
• 作者: Ohta, Yasuyuki;Kamiya, Tatsushi;Abe, Koji
• 通讯作者: Abe, Koji