臨床整形外科49巻4号

2014年04月発行

最新基礎科学/知っておきたい

オートファジーによる軟骨変性の抑制

著者： 高山孝治¹

所属機関： ¹神戸大学大学院医学研究科外科学講座整形外科学部門

ページ範囲：P.364 - P.367

■はじめに

　変形性関節症(OA)は関節軟骨の変性によって関節変形や疼痛を生じ，日常生活において著しい機能低下をもたらす．これまで研究により，関節軟骨のOA変化の原因としてメカニカルストレス，遺伝的要因，加齢などさまざまなものが報告されているが，いまだその詳細な制御機構は解明されていない．組織学的には軟骨細胞の減少および細胞外マトリックスの減少がOAの特徴とされている¹¹⁾．関節軟骨において，軟骨細胞は唯一の細胞であり，細胞外マトリックスの代謝を行っている⁷⁾．したがって，軟骨細胞を健全な状態に保つことは，正常な関節軟骨を維持し，変性を抑制するために重要であると考えられる．

　一方，細胞内のタンパク分解システムの一つであるオートファジー(自食作用)は，生物種間で高率に保存され，細胞内の不要なタンパクや損傷した器官を除去することにより，細胞内の環境を健全な状態に保つために重要な役割を果たしている^3,8,10)．老化によるオートファジーの低下は不要な物質の蓄積をもたらし，さまざまな老化現象や変性疾患に関与していることが示唆されている⁸⁾．このようにオートファジーは変性疾患において重要な役割を果たしていることが示唆されているが，軟骨の変性疾患であるOAへのオートファジーの関与についてはいまだ不明である．そこでわれわれはヒト軟骨組織および軟骨細胞におけるオートファジーの発現の変化や影響を調べ，OAにおける役割について検討した．

参考文献

1) Bohensky J, Terkhorn SP, Freeman TA, et al:Regulation of autophagy in human and murine cartilage:hypoxia-inducible factor 2 suppresses chondrocyte autophagy. Arthritis Rheum 60:1406-1415, 2009

2) Caramés B, Hasegawa A, Taniguchi N, et al:Autophagy activation by rapamycin reduces severity of experimental osteoarthritis. Ann Rheum Dis 71:575-581, 2012

3) Eskelinen EL, Saftig P:Autophagy:a lysosomal degradation pathway with a central role in health and disease. Biochim Biophys Acta 1793:664-673, 2009

4) Fleury C, Mignotte B, Vayssiere JL:Mitochondrial reactive oxygen species in cell death signaling. Biochimie 84:131-141, 2002

5) Henrotin YE, Bruckner P, Pujol JP:The role of reactive oxygen species in homeostasis and degradation of cartilage. Osteoarthritis Cartilage 11:747-755, 2003

6) Kim I, Rodriguez-Enriquez S, Lemasters JJ:Selective degradation of mitochondria by mitophagy. Arch Biochem Biophys 462:245-253, 2007

7) Kronenberg HM:Developmental regulation of the growth plate. Nature 423:332-336, 2003

8) Levine B, Kroemer G:Autophagy in the pathogenesis of disease. Cell 132:27-42, 2008

9) Lo YY, Conquer JA, Grinstein S, et al:Interleukin-1 beta induction of c-fos and collagenase expression in articular chondrocytes:involvement of reactive oxygen species. J Cell Biochem 69:19-29, 1998

10) Mizushima N, Levine B, Cuervo AM, et al:Autophagy fights disease through cellular self-digestion. Nature 451:1069-1075, 2008

11) Vignon E, Arlot M, Meunier P, et al:Quantitative histological changes in osteoarthritic hip cartilage. Morphometric analysis of 29 osteoarthritic and 26 normal human femoral heads. Clin Orthop Relat Res 103:269-278, 1974