変性椎間板細胞におけるスルファターゼ1遺伝子発現の増加

サルファターゼ1（Sulf1）は、細胞の成長、分化、増殖、および移動に関与する細胞シグナル伝達に重要な役割を果たします。異常なSulf1発現は、骨格および神経系のさまざまな癌および病気の発達に関係しています。本研究の目的は、椎間板変性の理解を高めるために、変性と非偏光の椎間板（IVD）の間のSulf1発現の違いを調べることを目的としています。変性および非偏光椎間板組織は、患者および実験ラットから外科的に採取されました。DISC変性特異的遺伝子は、マイクロアレイ分析によって同定されました。Sulf1の遺伝子発現は、スルファターゼアッセイ、逆転写 - ポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）、リアルタイムRT-PCR、およびウエスタンブロッティングによって測定されました。また、ヒトおよびラットの椎間板におけるSulf1の存在は、免疫組織化学によって確認されました。より具体的には、ヒト細胞では、mRNAレベルとタンパク質レベルの両方で、およびTNF-α治療に応答した時間および用量依存的にSulf1遺伝子発現の増加が観察されました。Sulf1の染色の増加は、人間とラットの非脱誘発性椎間板と比較して、変性椎間板で検出されました。これらの発見は、初めて変性椎間板におけるSulf1のアップレギュレーションを示しており、Sulf1と椎間板変性の間にリンクがあることを示唆しています。

Sulfatase 1 (SULF1) plays a key role in cell signaling involving in cell growth, differentiation, proliferation, and migration. Abnormal SULF1 expression has been implicated in the development of various cancers and diseases of the skeletal and nervous systems. The present study aims to examine the difference in SULF1 expression between degenerative and non-degenerative intervertebral discs (IVDs) to provide an enhanced understanding of disc degeneration. Degenerative and non-degenerative disc tissues were surgically harvested from patients and experimental rats. Disc degeneration-specific genes were identified by microarray analysis. The gene expression of SULF1 was measured by sulfatase assay, reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), real-time RT-PCR, and western blotting. Also, the presence of SULF1 in human and rat discs was confirmed by immunohistochemistry. More specifically in human cells, an increase of SULF1 gene expression was observed in degenerative cells at both mRNA and protein levels, as well as in time- and dose-dependent manner in response to TNF-α treatment. Increased staining of SULF1 was detected in degenerative discs compared to non-degenerative discs for humans and rats. These findings show an upregulation of SULF1 in degenerative discs for the first time, and suggest that there is a link between SULF1 and disc degeneration.