Elucidation of the molecular mechanism of ectopic ossification control in posterior longitudinal ligament ossification

阐明后纵韧带骨化异位骨化控制的分子机制

• 批准号: 22K09410
• 负责人: 松岡 佑嗣
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09410/
• 关键词: 後縦靱帯骨化症; mTOR経路; 骨分化; 軟骨分化; 後縦靭帯骨化症; mTOR

後縦靱帯骨化症(ossification of posterior longitudinal ligament: OPLL)は，後縦靭帯に軟骨内骨化様に異所性骨化を形成し脊髄を圧迫することで脊髄症を生じたり，軽微な外傷等により脊髄損傷を引き起こし，著しく日常生活を損なう疾患として特定疾患に指定されている難病であるが，未だ有効的・根本的な保存治療法はない．近年の基礎研究成果により骨量減少を来たす骨粗鬆症に対し，骨代謝を正に促す薬剤の開発が目覚ましい一方で，OPLLのような異所性骨化を負に制御する薬剤開発は進んでいない．本研究では，骨形成の細胞内情報伝達経路の一つであるmTOR (mammalian target of rapamycin)経路にその可能性を見出し，MC3T3-E1やATDC5といった骨化および軟骨内骨化をそれぞれ誘導できる細胞株およびOPLL患者由来の後縦靭帯細胞を用いて，mTOR経路の特異的阻害剤であるrapamycin等またはsiRNAによるmTOR経路を阻害するといった分子生物学的手法を用いて詳細に検討し，同疾患の保存治療薬開発の礎となる研究を行うことを目的とし研究を行った．当該年度は，MC3T3-E1およびATDC5細胞を用い，rapamycinによる細胞増殖，ならびに骨および軟骨分化に対する効果を検討した．Rapamycinは，MC3T3-E1細胞およびATDC細胞の細胞増殖を強力に抑止した．また，骨分化マーカーおよび軟骨分化マーカーの遺伝子発現も強力に抑制した．同時に，OPLL患者および非OPLL患者由来後縦靭帯細胞の培養も開始した．今後，OPLL患者および非OPLL患者由来後縦靭帯細胞を用い，MC3T3-E1およびATDC5で得られた結果を検証し，後縦靭帯骨化症の国家制御に繋がる研究を継続して行う予定である．

ossification of posterior longitudinal ligament (OPLL) is a disease characterized by the formation of heterosexual ossification in the cartilage of the posterior ligament. It is a disease caused by spinal cord injury due to microtrauma. It is a difficult disease in daily life and a specific disease. There is no fundamental preservation treatment method. In recent years, the basic research results show that the development of bone metabolism in the positive direction is related to the reduction of bone mass, and the development of bone metabolism in the negative direction is related to the control of heterosexual ossification. In this study, the intracellular information of bone formation was transmitted to the pathway. The possibility of (mammalian target of rapamycin) pathway development has been revealed. MC3 T3-E1 and ATDC5 are used to induce endochondral ossification. Cell lines are used to induce endochondral ossification in OPLL patients. mTOR pathway specific inhibitors such as rapamycin and siRNAs are discussed in detail using molecular biology approaches to preserve and develop the same disease. When MC3T3-E1 and ATDC5 cells were used in this year, rapamycin strongly inhibited cell proliferation and bone and cartilage differentiation. Strong inhibition of bone differentiation and cartilage differentiation. At the same time, OPLL patients and non-OPLL patients began to develop cell cultures. In the future, OPLL patients and non-OPLL patients will be used in post-OPLL cell therapy, MC3 T3-E1 and ATDC5 will be used in the study of post-OPLL state control.