2023 Fiscal Year Annual Research Report
mTORC1制御による椎間板変性遺伝子・薬物治療法の開発
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21K09323
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
由留部 崇 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (10514648)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
角谷 賢一朗 神戸大学, 医学研究科, 特命准教授 (10533739)
張 鍾穎 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (00824195)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 椎間板変性 / mTOR / オートファジー / 脊椎 / 整形外科 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
mTORは細胞内で複合体1（mTORC1）及び複合体2（mTORC2）を形成し、タンパク合成や細胞増殖に中心的な役割を果たしている。我々のヒト椎間板細胞実験から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、ラット椎間板細胞におけるmTORC1構成体RaptorへのRNA干渉（RNAi）により50.1%-60.3%のタンパク発現抑制効果を認め、オートファジーの亢進及び細胞死・老化と細胞外基質分解の抑制が観察された。mTOR/mTORC1&mTORC2とRictor/mTORC2へのRNAiも検討したが、Raptor/mTORC1 RNAiで最も顕著な抗炎症効果が得られた。次にラット尾椎椎間板組織にmTOR/mTORC1&mTORC2 RNAi、Raptor/mTORC1 RNAi、Rictor/mTORC2 RNAiを導入したところ、各タンパクの選択的な発現抑制を認め、やはりRaptor/mTORC1 RNAiで最も顕著な抗細胞死・老化効果が得られた。さらにラット尾椎椎間板変性モデルを作成し、RNAi後に変性を惹起したところ、Raptor/mTORC1 RNAiで画像・組織学的変性度が低く、生体内椎間板変性抑止効果を有する可能性が示唆された。
並行して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たところ、ヒト椎間板細胞で80%以上のタンパク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、持続的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/mTORC1 CRISPR-Cas9で最も顕著であった。CRISPR-Cas9による機能解析を進めつつ、RNAiで安全な椎間板変性遺伝子治療の確立を目指し、さらに研究を進めていく。
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