腰痛のある患者の椎間板細胞において、通行料のような受容体2誘発性老化は、O-バニリンによって減衰する可能性があります

背景：腰痛患者からの椎間板（IVDS）を変性させる際に、老化細胞とTollのようなテセプター-1、-2、-4、および-6（TLR）の発現が増加しています。ただし、TLRの発現の増加が老化細胞に関連しているかどうか、またはすべての細胞でより一般的な増加であるかどうかは現在、不明です。また、IVD細胞でのTLR活性化が細胞の老化を誘発するかどうかも不明です。 方法：非脱脂ヒトIVDの細胞は、脊椎ドナーから得られ、腰痛のために手術を受けた患者からの変性IVDの細胞は得られました。TLR-1,2,4,6、老化および老化関連分泌表現型（SASP）マーカーの遺伝子発現は、分離細胞のRT-QPCRによって評価されました。マトリックス合成は、サフラニンO染色とジメチルメチレンブルーアッセイ（DMMB）がプロテオグリカン含有量を確認して検証しました。p16ink4a、SASP因子、およびTLR-2のタンパク質発現は、免疫細胞化学（ICC）および/または酵素結合免疫吸着剤アッセイ（ELISA）によって評価されました。 結果：老化した細胞の増加は、非脱色および変性のヒトIVDの両方からの細胞内のTLR-2/6アゴニストを使用した48時間の誘導に続いて発見されました。TLR-2/6アゴニストによる48時間の誘導に続いて、より高いレベルのSASP因子、TLR-2遺伝子発現、およびタンパク質発現が見つかりました。O-バニリンによる治療は、老化細胞の数を減らし、腰痛患者からのIVD細胞のマトリックス合成の増加を減らしました。TLR-2/6アゴニストによる誘導後のO-バニリンによる治療は、SASP因子とTLR-2の遺伝子とタンパク質発現を減少させました。p16ink4aとTLR-2の共局在染色は、老化細胞が高いTLR-2発現を持っていることを示しました。 結論：私たちのデータをまとめると、TLR-2/6の活性化が老化を誘発し、変性や腰痛のない臓器供与体の非脱脱線IVDからのTLR-2およびSASP発現を増加させることを示しています。椎間板変性と腰痛。老化細胞は、ヒトIVD細胞のTLR活性化と細胞老化との間のリンクを示唆する高いTLR-2発現を示しました。老化、SASP、およびTLR-2の発現の減少は、椎間板変性と腰痛のある患者の潜在的な疾患修飾薬としてのOバニリンを示唆しています。

BACKGROUND: There is an increased level of senescent cells and toll-like teceptor-1, -2, -4, and -6 (TLR) expression in degenerating intervertebral discs (IVDs) from back pain patients. However, it is currently not known if the increase in expression of TLRs is related to the senescent cells or if it is a more general increase on all cells. It is also not known if TLR activation in IVD cells will induce cell senescence. METHODS: Cells from non-degenerate human IVD were obtained from spine donors and cells from degenerate IVDs came from patients undergoing surgery for low back pain. Gene expression of TLR-1,2,4,6, senescence and senescence-associated secretory phenotype (SASP) markers was evaluated by RT-qPCR in isolated cells. Matrix synthesis was verified with safranin-O staining and Dimethyl-Methylene Blue Assay (DMMB) confirmed proteoglycan content. Protein expression of p16INK4a, SASP factors, and TLR-2 was evaluated by immunocytochemistry (ICC) and/or by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). RESULTS: An increase in senescent cells was found following 48-h induction with a TLR-2/6 agonist in cells from both non-degenerate and degenerating human IVDs. Higher levels of SASP factors, TLR-2 gene expression, and protein expression were found following 48-h induction with TLR-2/6 agonist. Treatment with o-vanillin reduced the number of senescent cells, and increased matrix synthesis in IVD cells from back pain patients. Treatment with o-vanillin after induction with TLR-2/6 agonist reduced gene and protein expression of SASP factors and TLR-2. Co-localized staining of p16INK4a and TLR-2 demonstrated that senescent cells have a high TLR-2 expression. CONCLUSIONS: Taken together our data demonstrate that activation of TLR-2/6 induce senescence and increase TLR-2 and SASP expression in cells from non-degenerate IVDs of organ donors without degeneration and back pain and in cells from degenerating human IVD of patients with disc degeneration and back pain. The senescent cells showed high TLR-2 expression suggesting a link between TLR activation and cell senescence in human IVD cells. The reduction in senescence, SASP, and TLR-2 expression suggest o-vanillin as a potential disease-modifying drug for patients with disc degeneration and back pain.