- 線維芽細胞増殖因子、ホスホイノシチド3キナーゼ/Akt、骨形成タンパク質シグナル伝達など、変形性関節症に関与する主要な分子経路を探求し、軟骨細胞の生存、細胞外マトリックスのリモデリング、炎症におけるそれらの役割に焦点を当てる。
- ハイドロゲル、ナノ粒子、キトサン系スキャフォールドなどの生体材料を用いた介入が、軟骨再生の促進と標的への薬物送達に有効であることを示す。
- CRISPR/Cas9による遺伝子編集は、変形性関節症関連遺伝子を改変し、軟骨の完全性を回復させる可能性を秘めている [＊]。
- 再生バイオマテリアルを精密医療および分子療法と統合することは、変形性関節症の進行を緩和するための新たなアプローチとなる。
- 今後の研究は、バイオマテリアルの特性の最適化、遺伝子編集の効率性の向上、そして個別化治療戦略の開発に焦点を当てるべきである。
- バイオエンジニアリングと分子科学の融合は、変形性関節症管理における関節機能と患者の生活の質の向上に新たな希望をもたらす。
[＊] CRISPRは第6章で取り上げられている
6. CRISPR/Cas9 in osteoarthritis and their limitations
6.1. The molecular targets of CRISPR/Cas9 in the context of therapeutic intervention for osteoarthritis
6.2. CRISPR/Cas9 system and biomaterial based gene delivery
- ハイドロゲルが、関節内への直接注射や遺伝子治療の持続放出を可能にする埋め込み型ハイドロゲル足場など、複数の投与方法を可能にする、OAにおける遺伝子送達のための多用途プラットフォームとして認識されている。
- 最近、カチオン性ポリマー複合体である PAsp (MTAS-NLS-co-DMH) を使用して、CRISPRaシステムをコードするプラスミドと結合させることでナノ粒子を作成し、その後 MC3T3-E1 細胞に導入する手法が注目を集めた。この手法を介して、TGF-β1遺伝子とVEGF-A遺伝子を同時活性化することで、単一遺伝子の活性化と比較して骨形成を亢進させることに成功した
["Non-viral CRISPR activation system targeting VEGF-A and TGF-β1 for enhanced osteogenesis of pre-osteoblasts implanted with dual-crosslinked hydrogel" Chen G, Deng S, Zuo M, Wang J, Cheng D, Chen B. Materials Today Bio. 2022-07-11/07-21；グラフィカルアブストラクト引用右上図参照]。
6.3. PAM recognition of CRISPR
6.4. Off-target effects
[出典] REVIEW "Molecular signaling pathways in osteoarthritis and biomaterials for cartilage regeneration: a review" Hiruthyaswamy SP [..] Viswanathan P, Deepankumar K. Bioengineered. 2025-05-07. https://doi.org/10.1080/21655979.2025.2501880 [著者所属] Department of Biotechnology, School of Biosciences and Technology, Vellore Institute of Technology (India)
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