쥐골수세포에서 1,25-dihydroxyvitaminD3의 파골세포 억제효과가 mTOR inhibitor에 의해 역전되는 기전 연구

Abstract

연구 배경 : 류마티스 관절염 등의 질환에서 발생하는 관절의 골파괴는 파골세포의 과도한 생성이 중요한 원인이다. 과거 연구들에서 RANKL로 유도된 파골세포 분화가 1,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25(OH)2D3)에 의해 억제됨이 보고되었으나 그 기전에 대해서는 많은 연구가 되어 있지 않다. 본 연구에서는mammalian target of rapamycin (mTOR)경로가 1,25(OH)2D3의 파골세포 분화 억제에 관여할 것으로 생각되어 mTOR 억제제인 Rapamycin과 Torin1을 처리하여 1,25(OH)2D3의 파골세포 분화 억제에 미치는 효과를 확인 하고자 하였다. 방법 및 결과 : C57BL/6쥐의 골수 유래 대식 세포로부터 파골 전구세포를 배양하고, M-CSF와 RANKL으로 파골세포 분화를 유도하여 1,25(OH)2D3, Rapamycin, Torin1과 함께 처리한 후 파골세포 분화를 관찰하였다. 그 결과 RANKL에 의한 파골세포 분화는 1,25(OH)2D3자극에 의해 억제 되었고, Rapamycin, Torin1을 1,25(OH)2D3와 함께 처리한 군에서는 1,25(OH)2D3에 의한 파골세포 분화억제 효과가 역전되었다. 파골세포 형성시 발현하는 Cathepsin K, TRAP 등의 유전자들은 1,25(OH)2D3자극에 의해 억제되고, 1,25(OH)2D3를 Rapamycin, Torin1과 각각 함께 처리하면 1,25(OH)2D33에 의한 파골세포 관련 유전자 발현 억제가 Rapamycin, Torin1 단독처리 수준까지 역전 되었다. 파골세포 분화시, mTOR의 복합체인 RAPTOR의 역할을 확인하기 위해 small interfering RNA (siRNA)를 이용하여 RAPTOR유전자 발현을 저하시켰다. 그 결과 파골세포 생성에서 RAPTOR억제시 1,25(OH)2D3에 의한 파골세포 분화 억제 효과가 나타나지 않았다. 결론 : mTOR 억제제 처리와 siRNA를 이용한 RAPTOR억제시 1,25(OH)2D3에 의한 파골세포 분화 억제가 역전되는 것으로 보아, 1,25(OH)2D3가 mTOR 경로를 통해 파골세포 분화를 억제하는 것으로 생각된다.