mTORC1制御による椎間板変性遺伝子・薬物治療法の開発

我々のヒト椎間板細胞実験からmTORは細胞に必須のシグナル伝達経路である一方、mTOR複合体1（mTORC1）の選択的な抑制が椎間板変性抑止効果を示す可能性が示唆された。今回、ラット椎間板細胞でmTORC1の構成体であるRaptorへのRNA干渉（RNAi）が50.1%-60.3%のタンパク発現抑制を示し、オートファジーの亢進と細胞死・細胞老化・細胞外基質分解の抑制を認めた。mTOR/mTORC1・C2 RNAiとRictor/mTORC2 RNAiも検討したが、Raptor/mTORC1 RNAiで最も顕著な変性抑止効果が得られた。そこでより高精度に特定遺伝子の完全な排除が可能となるCRISPR-Cas9システムの導入を計画し、ヒト椎間板細胞で安定して80%以上のRAPTORタンパクの発現抑制が得られた。CRISPR-Cas9ノックアウトではRNAiノックダウンと比較し、明らかなオートファジーの亢進と細胞死・細胞老化・細胞外基質分解の抑制を認め、やはりRAPTORの選択的抑制で最も顕著であった。RAPTOR/mTORC1 CRISPR-Cas9が最も効率的に椎間板変性抑制に寄与すると考え、実験中である。並行してラット尾椎椎間板組織にRaptor/mTORC1 RNAiを導入し、Raptorの選択的な発現抑制と細胞死・細胞老化の抑制を確認した。さらにラット尾椎椎間板変性モデルを作成、RNAi導入後に変性を惹起し、変性過程の変化を観察した。Raptor/mTORC1 RNAi群で画像・組織学的変性度が低く、生体内でも椎間板変性抑止効果を有する可能性が示唆された。mTOR/mTORC1・C2 RNAi、Rictor/mTORC2 RNAi、類似の薬効を示すtemsirolimusの検討も行い、RNAi、CRISPR-Cas9、薬剤を用いた椎間板細胞・動物実験を進めていく。

我々のヒト椎間板細胞実験からmTORは細胞に必須のシグナル伝達経路である一方、mTOR複合体1（mTORC1）の選択的な抑制が椎間板変性抑止効果を示す可能性が示唆された。今回、ラット椎間板細胞でmTORC1の構成体であるRaptorへのRNA干渉（RNAi）が50.1%-60.3%のタンパク発現抑制を示し、オートファジーの亢進と細胞死・細胞老化・細胞外基質分解の抑制を認めた。mTOR/mTORC1・C2 RNAiとRictor/mTORC2 RNAiも検討したが、Raptor/mTORC1 RNAiで最も顕著な変性抑止効果が得られた。そこでより高精度に特定遺伝子の完全な排除が可能となるCRISPR-Cas9システムの導入を計画し、ヒト椎間板細胞で安定して80%以上のRAPTORタンパクの発現抑制が得られた。CRISPR-Cas9ノックアウトではRNAiノックダウンと比較し、明らかなオートファジーの亢進と細胞死・細胞老化・細胞外基質分解の抑制を認め、やはりRAPTORの選択的抑制で最も顕著であった。RAPTOR/mTORC1 CRISPR-Cas9が最も効率的に椎間板変性抑制に寄与すると考え、実験中である。並行してラット尾椎椎間板組織にRaptor/mTORC1 RNAiを導入し、Raptorの選択的な発現抑制と細胞死・細胞老化の抑制を確認した。さらにラット尾椎椎間板変性モデルを作成、RNAi導入後に変性を惹起し、変性過程の変化を観察した。Raptor/mTORC1 RNAi群で画像・組織学的変性度が低く、生体内でも椎間板変性抑止効果を有する可能性が示唆された。mTOR/mTORC1・C2 RNAi、Rictor/mTORC2 RNAi、類似の薬効を示すtemsirolimusの検討も行い、RNAi、CRISPR-Cas9、薬剤を用いた椎間板細胞・動物実験を進めていく。