リウマチ・骨軟骨再生グループ

概要

関節リウマチの発症メカニズムの解明と新しい治療法の開発は、多方面から大きな注目を集めています。我々はヒト関節リウマチにおける病態と治療法の研究を免疫学および骨・軟骨代謝学の両面から研究しています。また、再生医療は現在の最も重要なキーワードの一つです。ヒトの体内で、骨や軟骨がどのように治っているのかを研究することで、骨軟骨の再生医療をより現実的にすることを目標に研究を行っています。


関節リウマチ

関節リウマチの治療は、生物学的製剤と呼ばれる治療薬の登場で劇的に改善しましたが、いまだに効果が無い場合や合併症で使用できない患者さんがおられます。そのような方にも新たな治療の可能性を提供するために、関節リウマチがどうやって発症するのかを研究しています。主に以下の3つの視点から研究を行っています。


(図1)関節リウマチの患者さんでは、LOX-1は炎症および軟骨破壊作用を担っている。

●関節リウマチにおける酸化脂質の役割

高脂血症の患者さんは関節炎をおこしやすいことが知られています。また関節リウマチ患者さんでは、高脂血症および心血管病変がおこりやすいことが知られています。私たちは、関節リウマチや変形性関節症患者さんの関節において、酸化したLDL(低比重リポ蛋白質)が増加していることを証明しました。この酸化LDLの受容体であるlectin-like oxidized LDL receptor (LOX-1)の関節炎に対する関与について研究しています。


References

1. Masahiro Ishikawa, Hiromu Ito, Miki Akiyoshi, Noriaki Kume, Hiroyuki Yoshitomi, Hirokazu Mitsuoka, Shimei Tanida, Koichi Murata, Hideyuki Shibuya, Takashi Kasahara, Akemi Kakino, Yoshiko Fujita, Tatsuya Sawamura, Tadashi Yasuda, Takashi Nakamura: Lectin-like oxidized LDL receptor-1 signal is a potent biomarker and therapeutic target for human rheumatoid arthritis. Arthritis and Rheumatism 64:1024-1034, 2012

2. Kakinuma T, Yasuda T, Nakagawa T,et al. Lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor 1 mediates matrix metalloproteinase 3 synthesis enhanced by oxidized low-density lipoprotein in rheumatoid arthritis cartilage. Arthritis Rheum 50:3495-503、2004

3. Nakagawa T, Yasuda T, Hoshikawa H, et al. LOX-1 expressed in cultured rat chondrocytes mediates oxidized LDL-induced cell death-possible role of dephosphorylation of Akt. Biochem Biophys Res Com 299:91-7, 2002.

4. Nakagawa T, Akagi M, Hoshikawa H, et al. Lectin-like Oxidized low-density lipoprotein receptor-1 mediates leukocyte infiltration and articular cartilage destruction in rat zymosan induced arthritis. Arthritis Rheum 46:2486-94, 2002.



(図2)血漿中のマイクロRNAの組み合わせ(ePRAM)は、78.4%の感度と92.3%の特異度で健常人と関節リウマチを区別します。(文献1)より改変)

●関節リウマチ特異的な関節液・血漿中マイクロRNAの研究

マイクロRNAはもともと体内に700 種類ほどあるRNAで、特定の遺伝子が働くのを抑えることで、様々な調節を行っています。私たちは、関節リウマチの患者さんの血液や関節液でマイクロRNAのパターンが違うことを発見しました(図1)1)  マイクロRNAの測定が新しいリウマチ検査として患者さんに役立つことを目指し研究をしています。また、マイクロRNAがどの様に働いているかを解明することで、新しい治療につながる可能性があります。


References

1. Koichi Murata, Moritoshi Furu, Hiroyuki Yoshitomi, Masahiro Ishikawa, Hideyuki Shibuya, Motomu Hashimoto, Yoshitaka Imura, Takao Fujii, Hiromu Ito, Tsuneyo Mimori, Shuichi Matsuda: Comprehensive microRNA analysis identifies miR-24, miR-26a, and miR-125a-5p as plasma biomarkers for rheumatoid arthritis. PLoS ONE 2013 (in press)

2. Murata K, Yoshitomi H, Tanida S, et al. Plasma and synovial fluid microRNAs as potential biomarkers of rheumatoid arthritis and osteoarthritis. Arthritis Res Ther. 12(3):R86, 2010



●関節リウマチ特異的なTリンパ球の研究

Tリンパ球は古くから関節リウマチに関係があるとされていますが、どの様に病気を引き起こしているのかは良く分かっていません。関節リウマチの腫れや関節破壊の原因となる関節滑膜に、どの種類のTリンパ球がどの様に入ってきて病気を引き起こしているのかを調べることで、原因を明らかにしたいと思っています。

(図3)関節滑膜の中のTリンパ球。緑:CD3(Tリンパ球全体)、赤:CD4(ヘルパーTリンパ球)、青:IL-17

References

1. Shimei Tanida, Hiroyuki Yoshitomi, Kohei Nishitani, Masahiro Ishikawa, Takashi Kasahara, Koichi Murata, Hideyuki Shibuya, Hiromu Ito, Takashi Nakamura: IL-27-producing-CD14+cells infiltrate in inflamed joint of rheumatoid arthritic and regulate inflammation and chemotactic migration Cytokine 55:237-244

2. Hashimoto M, Hirota K, Yoshitomi H, et al. Complement drives Th17 cell differentiation and triggers autoimmune arthritis. J Exp Med. 207(6):1135-43, 2010

3. Tanida S, Yoshitomi H, Nishitani K, et al. CCL20 produced in the cytokine network of rheumatoid arthritis recruits CCR6+ mononuclear cells and enhances the production of IL-6. Cytokine. 2009 47(2):112-8, 2009

4. Hirota K, Yoshitomi H, Hashimoto M, et al. Preferential recruitment of CCR6-expressing Th17 cells to inflamed joints via CCL20 in rheumatoid arthritis and its animal model. J Exp Med. 204(12):2803-12, 2007

5. Hirota K, Hashimoto M, Yoshitomi H, et al. T cell self-reactivity forms a cytokine milieu for spontaneous development of IL-17+ Th cells that cause autoimmune arthritis. J Exp Med 204(1):41-7, 2007

6. Yoshitomi H, Sakaguchi N, Kobayashi K, et al. A role for fungal beta-glucans and their receptor Dectin-1 in the induction of autoimmune arthritis in genetically susceptible mice. J Exp Med 201:949-60, 2005

7. Hata H, Sakaguchi N, Yoshitomi H, et al. Distinct contribution of IL-6, TNF-alpha, IL-1, and IL-10 to T cell-mediated spontaneous autoimmune arthritis in mice. J Clin Invest 114:582-8, 2004


(図4)上から、自家骨移植後のレントゲン(骨癒合良好)、同種骨移植後のレントゲン写真(骨癒合不良)、遺伝子導入を行った同種骨 6)

骨軟骨再生

骨軟骨再生は現在の研究におけるトピックスのひとつです。私たちは我々の体内で日常的におこっている骨軟骨再生のメカニズムを解明し、それを利用することで、より自然の状態に近い再生治療法の開発を目指して研究を行っています。

(図5)骨が治癒するときに、間葉系幹細胞を誘導する因子として、SDF-1が重要である。4)

References

1. Koichi Murata, Hiromu Ito, Hiroyuki Yoshitomi, Koji Yamamoto, Akinobu Fukuda, Junsuke Yoshikawa, Moritoshi Furu, Masahiro Ishikawa, Hideyuki Shibuya, Shuichi Matsuda: Inhibition of miR-92a Enhances Fracture Healing via Promoting Angiogenesis in a Model of Stabilized Fracture in Young Mice. J Bone Miner Res 2013 (in press)

2. Hiromu Ito: Chemokines in Mesenchymal Stem Cell Therapy for Bone Repair - A novel concept of recruiting mesenchymal stem cells and the possible cell sources - Mod Rheumatol 2011 (in press)

3. Tomonori Nasu, Hiromu Ito, Ryosuke Tsutsumi, et al. Biological Activation of Bone-related Biomaterials by Recombinant Adeno-associated Virus Vector. J Orthop Res 27:1162-1168, 2009

4. Toshiyuki Kitaori, Hiromu Ito, Edward M. Schwarz, et al. SDF-1/CXCR4 signaling is critical for the recruitment of mesenchymal stem cells to the fracture site during skeletal repair. Arthritis Rheum 60:813-823, 2009

5. Zhang X, Xie C, Lin AS, Ito H, et al. Periosteal progenitor cell fate in segmental cortical bone graft transplantations: implications for functional tissue engineering. J Bone Miner Res 20:2124-2137, 2005

6. Ito H, Koefoed M, Tiyapatanaputi P, et al. Remodeling of cortical bone allografts mediated by adherent rAAV-RANKL and VEGF gene therapy. Nature Med 11:291-7, 2005

ヒアルロン酸研究

ヒアルロン酸はステロイド以外でOA, RAの関節症状を軽減できる唯一の関節内注入薬ですが、ヒアルロン酸の作用機序には解明すべき点が多々あります。私たちはヒアルロン酸の滑膜細胞および軟骨細胞に対する作用を解明し、よりよい薬剤の開発につなげたいと考えています。


(図6)蛍光標識したヒアルロン酸(左)およびICAM抗体(右)のRA滑膜線維芽細胞への結合(上段)。下段では未標識のICAM抗体(左)またはヒアルロン酸(右)にて前処置すると、蛍光標識したヒアルロン酸(左)またはICAM抗体(右)の結合が阻害されている。3))

References

1. Sohel M. Julovi, Hiromu Ito, Kohei Nishitani, et al. Hyaluronan Inhibits Matrix metalloproteinase-13 in Human Arthritic Chondrocytes via CD44 and P38. Journal of Orthopaedic Research 29:258-264, 2011

2. Sohel M. Julovi, Hiromu Ito, Teruko Hiramitsu, et al. Hyaluronan Inhibits IL-1β-Stimulated Collagenase Production via Down-regulation of Phosphorylated p38 in SW-1353 human chondrosarcoma cells. Mod Rheumatol18:263-270, 2008

3. Hiramitsu T, Yasuda T, Ito H, et al. Intercellular adhesion molecule-1 mediates the inhibitory effects of hyaluronan on interleukin-1b-induced matrix metalloproteinase production in rheumatoid synovial fibroblasts via down-regulation of NF-kB and p38. Rheumatology (Oxford). 45(7):824-32,2006

4. Julovi SM, Yasuda T, Shimizu M, et al. Inhibition of interleukin-1beta-stimulated production of matrix metalloproteinases by hyaluronan via CD44 in human articular cartilage. Arthritis Rheum 50:516-25, 2004

(図7)軟骨細胞は、SDF-1の添加によって、細胞内骨格を大きく変化させる。(文献1より改変)

軟骨細胞分化、関節軟骨変性の基礎的研究

関節軟骨の再生に向けて、軟骨細胞分化に関する研究、関節軟骨変性に関する研究も行っています。


References

1. Koichi Murata, Toshiyuki Kitaori, Shinya Oishi, Naoki Watanabe, Hiroyuki Yoshitomi, Shimei Tanida, Masahiro Ishikawa, Takashi Kasahara, Hideyuki Shibuya, Nobutaka Fujii, Takashi Nagasawa, Takashi Nakamura, Hiromu Ito: Stromal cell-derived factor 1 regulates the actin organization of chondrocytes and chondrocyte hypertrophy. PLoS ONE 7(5): e37163, 2012

2. K. Nishitani, H. Ito, T. Hiramitsu, R. et al. PGE2 inhibits MMP expression by suppressing MKK4-JNK MAP kinase-c-JUN pathway via EP4 in human articular chondrocytes. J Cell Biochem 109:425-433, 2010

3. R. Tsutsumi, H. Ito, T. Hiramitsu, et al. Celecoxib inhibits production of MMP and NO via down-regulation of NF-κB and JNK in a PGE2 independent manner in human articular chondrocytes. Rheumatol Int 28:727-736, 2008

4. Mukai S, Ito H, Nakagawa Y, et al. Transforming growth factor-beta-1 mediates the effects of low-intensity pulsed ultrasound in chondrocytes. Ultrasound Med Biol 31:1713-21, 2005

5. M. Miyamoto, H. Ito, S. Mukai, et al. Simultaneous stimulation of EP2 and EP4 is essential to the effect of prostaglandin E2 in chondrocyte differentiation. Osteoarthritis Cartilage 11:644-52, 2003

6. Ito H, Akiyama H, Iguchi H, et al. Molecular cloning and biological activity of a novel lysyl oxidase-related gene expressed in cartilage. J Biol Chem 276:24023-9, 2001

スタッフ紹介

准教授:伊藤 宣(いとう ひろむ)リウマチセンター
准教授:吉富啓之(よしとみ ひろゆき) AKプロジェクト
助教 :布留守敏(ふる もりとし)リウマチセンター
医員 :石川正洋(いしかわ まさひろ)、荻野博子(おぎの ひろこ)
    小豆澤勝幸(あずきざわ まさゆき)、濱本洋輔(はまもと ようすけ)
大学院:澁谷秀幸(しぶや ひでゆき)、藤井貴之(ふじい たかゆき)
留学中:西谷江平(にしたに こうへい、University of Rochester, USA)
    村田浩一(むらた こういち、Hospital for Special Surgery, USA)