温熱および微弱電流刺激を併用したストレス蛋白質発現増強による関節軟骨治療法の開発

通过结合热和弱电流刺激来增强应激蛋白表达，开发关节软骨治疗方法

• 批准号: 21650141
• 负责人: 久保 俊一
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21650141/
• 关键词: 関節疾患; 変形性関節症; HSP70; 温熱; 微弱電流刺激

日本白色家兎の関節軟骨を単離培養し,control群,微弱電流群,温熱刺激群,併用群の4群を作製した.微弱電流には直流矩形派(5V,0.1ms,55回/秒)を用いた.培養皿を恒温槽(42℃)に浸して温熱刺激した.Realtime PCRでHSP70 mRNAを,Western blottingでHSP70とユビキチン化タンパク(ubiquitinated protein : Ub)を検討した.ラット膝関節に温熱を発生する電極を用い微弱電流および温熱刺激(関節内温度41℃)を負荷し,in vitroと同様に4群に分けた.関節軟骨を採取し,in vitroと同項目およびrealtime PCRで軟骨基質代謝の指標であるプロテオグリカンコアプロテインを検討した.微弱電流でHSP70タンパクおよびUbが増加した.温熱刺激でHSP70 mRNAおよびHSP70タンパクが増加した.併用でHSP70 mRNAとUbが増加し,HSP70タンパクが著明に増加した.これはin vivoでも同様であった.また,プロテオグリカンコアプロテインのmRNAは併用群で有意に増加した.本研究では温熱刺激によって誘導されるHSP70タンパクが微弱電流との併用によりさらに増加し,軟骨基質代謝も亢進させることが明らかになった.微弱電流刺激でUbが増加したことから,微弱電流がユビキチン・プロテアソーム系を抑制しHSP70タンパクの分解を抑制した可能性がある.温熱によるHSP70産生亢進と相まって併用群ではHSP70が著明に増加したと考えた.軟骨細胞においてHSP70は細胞保護効果および軟骨基質代謝亢進効果があることが知られている.温熱刺激と微弱電流刺激の併用は,安全にそして効率的にHSP70を誘導することにより変形性関節症の新たな治療法になる可能性がある.

The articular cartilage of Japanese white house was isolated from culture,control group, weak current group, warm stimulation group, and four groups were used to control it. Weak current is DC rectangular (5V, 0.1ms, 55 cycles/sec). Incubation in a incubator (42℃) to warm stimulation.Realtime PCR to detect HSP70 mRNA,Western blotting to detect HSP70 mRNA (ubiquitin protein : Ub). The knee joint is warm and the electrode is applied with weak current and warm stimulation (the temperature in the joint is 41℃). The load is divided into four groups in vitro. Articular cartilage samples were collected in vitro and realtime PCR was used to investigate cartilage matrix metabolism. Weak current HSP70 The expression of HSP70 mRNA was increased by hyperthermia. HSP70 mRNA and Ub increased,HSP70 mRNA and Ub increased.これはin vivoでも同様であった. The expression of mRNA was intentionally increased. In this study, HSP70 was induced by thermal stimulation, and the metabolism of cartilage matrix was increased by weak current. Weak current stimulation increases Ub, weak current increases HSP70, weak current decreases HSP70, weak current decreases HSP70 is a hyperactive and hyperactive protein. Chondrocytes HSP70 cell protection effect and cartilage matrix metabolism hyperfunction effect. The combination of warm stimulation and weak electric current stimulation is safe and effective in inducing HSP70, and the possibility of new treatment for variant arthrosis is discussed.

项目成果

Mild electrical stimulation with heat shock protein 70 and ubiquitinated proteins in chondrocyte

软骨细胞中热休克蛋白 70 和泛素化蛋白的轻度电刺激

• 发表时间: 2010
• 作者: Kenji A Takahashi;Toshikazu Kubo;Toshikazu Kubo
• 通讯作者: Toshikazu Kubo

Hyperthermia for the treatment of articular cartilage with osteoarthritis

• DOI: 10.3109/02656730903107519
• 发表时间: 2009-01
• 期刊: International Journal of Hyperthermia
• 影响因子: 3.1
• 作者: Kenji A. Takahashi;H. Tonomura;Y. Arai;R. Terauchi;K. Honjo;N. Hiraoka;T. Hojo;Taisuke Kunitomo;T. Kubo