Effect of small interference RNA(siRNA)for ADAMTS5 on intervertebral disc degeneration

ADAMTS5小干扰RNA(siRNA)对椎间盘退变的影响

• 批准号: 17591556
• 负责人: YOSHIHARU Kawaguchi
• 金额: $ 2.6万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17591556/
• 关键词: 腰椎椎間板ヘルニア; 椎間板内治療; si RNA; adamts-4,5; adamts-4, 5; RNAi; gene therapy; interverbral disc; lumbar disc disease; low back pain; 腰椎間板ヘルニア; 椎間板; 軟骨; 三次元培養; siRNA; adamts-4; adamts-5; cilp; 遺伝子治療

椎間板変性抑制が腰痛対策として有効な手段になりうると考え、実験を行った。椎間板が有するshock absorberとしての働きには高い含水性を持つアグリカンを中心とした、プロテオグリカンが大きな役割を果たしている。アグリカンは特定の部位でMatrix MetalloproteinaseやADAMTS(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin-like repeat)ファミリーに属するいくつかのメタロプロテアーゼにより切断される。以上より、変性椎間板に発現しているadamts5遺伝子をsiRNA(small interfering RNA)を用いてknock downすることにより、椎間板変性を抑制させることが可能か否かを検討した。研究の方法として、in vitroと in vivo研究を行った。In vitro研究は家兎髄核細胞を用いて、adamts5遺伝子をknock downするために、siRNAを作成し、単層培養の髄核細胞にトランスフェクションし、real-time PCR法を用いてadamts5遺伝子のknock down率を検討した。その結果、アルジネートビーズ培養下で、adamts5 siRNAが取り込まれることが分かった。Adamts5のknock downが可能であるかを検討したところ、コントロールsiRNAに比べてadamts5 siRNAは約70%のknock down率を示した。In vivo研究では、家兎椎間板変性モデル(puncture model)を椎間板を18G針にて穿刺し作成し、無穿刺対照群と比較検討した。Adamts5 siRNA投与群とcontrol siRNA群を作成し、2週間毎に単純X線像で椎間板高を測定した。注入後8週間経過観察し、屠殺後MRIおよび組織学的検討を行った。MRIはT2像の輝度を4段階に分類しスコア化することにより評価した。組織は、椎間板組織の正中矢状断面をサフラニン-O、およびヘマトキシリンにて染色し、組織評価スコアによって評価した。結果は、椎間板高には変化を認めなかったものの、adamts5 siRNAを投与した群では髄核部の輝度が、コントロールsiRNAよりも有意に高く、高い水分含量を反映していた。組織学的なスコアでもadamts5 siRNA投与群で有意な変性の抑制が認められた。以上より、椎間板髄核変性において、adamts5は主要な役割を果たしていると考えられ、adamts5 siRNAを用いることにより椎間板変性を抑制し、腰痛を予防できる可能性があることがわかった。

Intervertebral plate sex suppression has a way to prevent low back pain. The intervertebral plate has a shock absorber and a high water content. Matrix Metalloproteinase and ADAMTS(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin-like repeat) are the most important components of the matrix. 5 siRNA(small interfering RNA) is used to knock down the expression of the above genes in the intervertebral disc. Research methods, in vitro in vivo research In vitro studies, we used adamts5 gene knock down, siRNA production, monolayer culture and real-time PCR to investigate the knockdown rate of adamts5 gene. In culture, adamts5 siRNA was detected. Adamts5's knock down rate is about 70% higher than Adamts5's. In vivo study, the intervertebral plate was punctured with 18G needles and compared with no puncture group. Adamts5 siRNAs and control siRNAs were generated and the intervertebral height was measured on pure X-ray images at 2 weeks. 8 weeks after injection, post-mortem MRI and histological examination were performed. MRI images are classified into 4 levels. Tissue, intervertebral plate tissue, median sagittal section, staining, tissue evaluation The results showed that there was a high level of adamts5 siRNA in the nucleus and a high level of water content in the nucleus. Histological studies show that 5 siRNAs are intentionally inhibited by the presence of 5 siRNAs. The above results show that the inhibition of intervertebral disc nuclear activity and the prevention of low back pain are possible due to the use of adamts5 siRNA.

项目成果

遺伝子学的手法を用いた腰痛へのアプローチ. 特集/腰痛の基礎研究

使用遗传学方法治疗腰痛。专题/腰痛基础研究。

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本腰痛会誌 14
• 作者: 川口善治;関庄二;阿部由美子;木村友厚
• 通讯作者: 木村友厚

A large-scale genetic association study of ossification of the posterior longitudinal ligament of the spine

• DOI: 10.1007/s00439-006-0170-9
• 发表时间: 2006-07-01
• 期刊: HUMAN GENETICS
• 影响因子: 5.3
• 作者: Horikoshi, Taizo;Maeda, Koichi;Ikegawa, Shiro
• 通讯作者: Ikegawa, Shiro

Effect of small interference RNA (siRNA) for ADAMTS5 on intervertebral disc degeneration in the rabbit anular needle-puncture model.

• DOI: 10.1186/ar2851
• 发表时间: 2009
• 期刊: Arthritis research & therapy
• 影响因子: 4.9
• 作者: Seki S;Asanuma-Abe Y;Masuda K;Kawaguchi Y;Asanuma K;Muehleman C;Iwai A;Kimura T
• 通讯作者: Kimura T

A functional polymorphism in COL11A1, which encodes the alpha 1 chain of type XI collagen, is associated with susceptibility to lumbar disc herniation

COL11A1（编码 XI 型胶原蛋白的 α1 链）的功能多态性与腰椎间盘突出症的易感性相关

• 发表时间: 2007
• 期刊: Am J Hum Genet 81(6)
• 作者: Mio F;Chiba K;Hirose Y;Kawaguchi Y;Mikami Y;Oya T;Mori M;Kamata M;Matsumoto M;Ozaki K;Tanaka T;Takahashi A;Kubo T;Kimura T;Toyama Y;Ikegawa S
• 通讯作者: Ikegawa S

A functional SNP in CILP, encoding cartilage intermediate layer protein, is associated with susceptibility to lumbar disc disease

• DOI: 10.1038/ng1557
• 发表时间: 2005-06-01
• 期刊: NATURE GENETICS
• 影响因子: 30.8
• 作者: Seki, S;Kawaguchi, Y;Ikegawa, S
• 通讯作者: Ikegawa, S