ルブリシンの摩擦応答に基づく分子発現解析による軟骨水和能形成メカニズムの解明

基于润滑素摩擦反应的分子表达分析阐明软骨水合能力形成机制

• 批准号: 22K03892
• 负责人: 山本 浩司
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03892/
• 关键词: 再生軟骨; 潤滑; ルブリシン; 摺動刺激; 刺激制御; 水和能

生体関節軟骨は，軟骨基質の構造や機械的性質，更には表層に発現・吸着した分子の影響により，極めて低摩擦を実現している．表層にはヒアルロン酸や，関節液の糖タンパク分画成分から単離されたルブリシン，そしてホスファチジルコリンなどのリン脂質が構造的あるいは化学的な相互作用を介して潤滑環境を構築している．近年では軟骨表層のヒアルロン酸に結合するリン脂質の水和殻が生理条件下における耐荷重特性や低摩擦機構に関わる水和潤滑モデルが提唱されている．しかし，関節表層に存在し，水和機能に影響を及ぼし得る分子群の全容は未解明であり，軟骨潤滑における水和能形成メカニズムの解明には至っていない．本研究では遺伝子工学技術を応用して分子発現をモニタリング可能な軟骨細胞から成る三次元培養軟骨を作製し，潤滑機能の形成過程を計測・制御することで，分子発現と水和機能発現における関係解明および新規潤滑関連分子の探索を目指す．本年度はまず，ルブリシン発現変化に伴うin situ潤滑特性評価システムの構築および軟骨潤滑能が効率的に成熟する力学条件の探索を中心に行った．ルブリシンの発現は関節運動を模擬した滑り刺激を軟骨表層に加えることによって促進することが知られており，本研究では軟骨組織が接する培養チャンバー底面を回転させることで，培養組織面とチャンバー底面との間に発生する摩擦力を摺動刺激として培養軟骨に負荷するシステムを構築した．組織にはアガロースおよびブタ膝関節軟骨より採取した細胞による培養軟骨組織を用い，圧縮荷重一定の条件および摩擦力一定の条件による比較により，各種刺激が潤滑機能形成に及ぼす影響を評価した．また，組織摩擦面におけるルブリシンの発現およびPRG4遺伝子発現を評価する事で，潤滑機能が効率的に成熟する摺動刺激条件を同定した．

The mechanical properties of the structure and structure of the cartilage matrix in the body's articular cartilage, the influence of the surface layer and the adsorption of molecules, and the extremely low friction of the surface layer. Surface にはヒアルロン acid や, synovial fluid のsugar タンパク Components から単利されたルブリシン, そしてホスファチジルコリンなどのリン Lipid が structure あるいは chemical interaction を introduction し て lubrication environment を construction している. In recent years, では cartilage surface のヒアルロン acid and するリン lipids の water and shell が under physiological conditions The load-bearing characteristics of the におけるlow friction mechanism に关わるwater and the lubrication モデルがされている．しかし, the existence of the joint surface, the influence of water and function, and the full extent of the molecular group are not yet solved.明であり, cartilage lubrication における water and can form メカニズムの解明には to っていない. This research is based on the use of molecular engineering technology and the discovery of cartilage cells that can be made into three-dimensional cultured cartilage and its lubrication function. Measurement and control of the formation process, explanation of the relationship between molecular development, water and functional development, and exploration of new molecules related to lubrication. This year, the cartilage lubrication performance has been improved and the lubrication characteristics of the cartilage have been improved. The evaluation of the lubrication properties of the cartilage has established the efficiency of the cartilage lubrication energy and the maturity of the mechanical conditions has been explored. The ルブリシンの発appears to simulate the joint movement and stimulates the cartilage surface layer by simulating the joint movement and stimulating the surface layer of the cartilage. This study is based on the promotion of cartilage tissue and the culture of cartilage tissue. The bottom surface of the ャンバーとのに発生するFriction forceをBreak stimulationとしてNurturing cartilageにLoadするシステムをConstructionした． Tissue tissue is used to culture cartilage tissue, and the compression load is constant.のConditions およびConditions for constant friction によるComparison により, various stimulations がlubrication function formation に and ぼすeffect を価した．また, the friction surface of the organization is におけるルブリシンの発appears およびPRG4 伝子発appears を価する事で, the lubrication function is not efficient and the にする folds the stimulation conditions を and is determined した．

项目成果

軟骨組織形成に応じた摺動刺激制御を可能とする新規組織培養システムの開発

开发新的组织培养系统，可根据软骨组织的形成进行滑动刺激控制

• 发表时间: 2023
• 作者: 山本浩司;森田有亮
• 通讯作者: 森田有亮