顎関節軟骨の老化を制御する新規メカニズムの解明

阐明控制颞下颌关节软骨老化的新机制

• 批准号: 22K17137
• 负责人: 桑原 実穂
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17137/
• 关键词: CCN3; 加齢; 軟骨; 軟骨細胞; 細胞老化

生後2日から37週までの様々な週齢のマウス膝関節組織から単離した初代培養軟骨細胞の遺伝子発現解析で、CCN3 mRNAとともに細胞周期停止因子p21, p53、SASP因子であるIL-6, IL-8 mRNAの発現レベルとマウス週齢との間に強い正の相関を認めた。これはヒト初代培養軟骨細胞でも同様の遺伝子発現と年齢との相関を示した。また、CCN3抗体を用いた1ヶ月から7ヶ月齢のマウス膝関節の免疫染色において、加齢とともに強い染色性が観察された。ヒト初代培養軟骨細胞とラット培養軟骨細胞株RCSに酸化ストレスとしてH2O2を添加し、人工的に細胞老化を誘発したところCCN3 mRNAの有意な発現上昇とともに、p21,p53の発現上昇が認められた。RCS細胞にCCN3を発現ベクターの導入により過剰発現させるとp21プロモータ活性が上昇することに加え、RCS細胞に組換えCCN3蛋白を添加するとp21, p53 mRNAが誘導されことから、CCN3の発現上昇によっても細胞周期停止因子の誘導による老化が誘発されることが明らかとなった。さらに、軟骨組織特異的にCCN3を発現するトランスジェニックマウスの関節軟骨では、早期に関節変性が誘導され、同マウス軟骨細胞では細胞周期停止因子群、SASP因子群の発現が上昇していた。さらに、健常成人とＯＡ患者から採取した大腿骨頭におけるCCN3の免疫染色では、OA群で軟骨細胞上層部に陽性細胞の集積と軟骨表層の基質での染色性の高い領域を認めた。また、単離した軟骨細胞の遺伝子解析では、健常群に比べOA群でCCN3 mRNAの発現が有意に上昇するとともに、p16やADAMTS4、Aggrecan mRNAなどの発現誘導も認められた。また、同サンプルのMankin scoreによって得られた組織学的変性度と、CCN3 mRNA発現レベルには正の相関を認めた。

对出生后2天至37周不同年龄的小鼠膝关节组织中分离的原代培养软骨细胞进行基因表达分析，发现CCN3 mRNA以及细胞周期阻滞因子p21和p53、SASP因子IL-6呈强正相关。 IL-8 mRNA 表达水平与小鼠年龄之间的关系。这也表明人类原代培养软骨细胞的基因表达和年龄之间存在类似的相关性。此外，在使用CCN3抗体对1至7个月大的小鼠膝关节进行免疫染色时，随着年龄的增加观察到更强的染色。当向人原代培养的软骨细胞和大鼠培养的软骨细胞系RCS添加H2O2作为氧化应激来人工诱导细胞衰老时，观察到CCN3 mRNA的表达显着增加，以及p21和p53的表达增加。通过引入表达载体将CCN3过度表达到RCS细胞中会增加p21启动子活性，并且将重组CCN3蛋白添加到RCS细胞中会诱导p21和p53 mRNA。已经清楚衰老是通过诱导细胞周期停滞因子来诱导的。此外，在以软骨组织特异性方式表达CCN3的转基因小鼠的关节软骨中早期诱导了关节退变，并且在同一小鼠的软骨细胞中细胞周期阻滞因子和SASP因子的表达增加。此外，对取自健康成人和 OA 患者的股骨头进行 CCN3 免疫染色显示，OA 组的软骨细胞上层有阳性细胞积累，软骨表面基质中有高度染色的区域。此外，对分离的软骨细胞的遗传分析显示，与健康组相比，OA组的CCN3 mRNA表达显着增加，并且p16、ADAMTS4和Aggrecan mRNA的表达也被诱导。此外，通过同一样本的Mankin评分获得的组织学变性程度与CCN3 mRNA表达水平之间观察到正相关。