Inhibition of invasion of periodontal pathoges into gingival connective tissue by the innate immunity

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K09615
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: Fukuoka Dental College
• Principal Investigator: Kaneko Takashi 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (10284697)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉永 泰周 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 准教授 (60452869)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 歯周病原細菌 / カスパーゼ4 / NLRP3 / インフラマソーム / カスパーゼ1 / ピロトーシス / LPS

Outline of Final Research Achievements

Cytosolic delivery of LPS from one of periodontal pathogen, Porphyromonas gingivalis to oral epithelial cell line, HSC-2 or macrophage cell line, THP-1 induced cell death. LPS from Echerichia coli was used as control. Degradation of caspase-1 and caspase-4 were detected in THP-1 cells. In addition, this cell death was inhibited by caspase-1 inhibitor, caspase-4 inhibitor or NLRP3 inhibitor. These results suggest the noncanonical NLRP3 activation via caspase-4 might be involved in this pyroptotic cell death.

Free Research Field

歯周病学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯周ポケット内の上皮細胞には上皮細胞死に伴う潰瘍が形成されていることが示されている。上皮細胞によるバリアー機能の消失は歯周ポケット内に生息する歯周病原細菌が上皮下の結合組織内に侵入する機序の一つであると考えられているが、細胞死にいたる機序は明らかにされていない。本研究からグラム陰性細菌のLPSの細胞内への侵入はカスパーゼ4により検知され、NLRP3インフラマソーム活性化の結果ピロトーシスと呼ばれる細胞死を誘導することが明らかになった。このことはカスパーゼ4やNLRP3を標的とした歯周病予防や新規歯周治療法の開発の可能性を示している。