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2014 年度 実施状況報告書

アレルギー誘導性サイトカインIL-33を基軸とした歯周炎増悪メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 25463225
研究機関東北大学

研究代表者

多田 浩之  東北大学, 歯学研究科(研究院), 講師 (70431632)

研究分担者 清浦 有祐  奥羽大学, 歯学部, 教授 (90194951)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード慢性歯周炎 / Porphyromonas gingivalis / Interleukin-33 / 歯肉上皮細胞 / 慢性アレルギー炎症
研究実績の概要

慢性歯周炎は、歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisによる感染症であり、歯周組織破壊の原因となる慢性炎症の病態解明は、歯周炎予防における喫緊の課題である。粘膜組織において、上皮細胞は細菌やアレルゲンに対して物理的バリアとして機能するだけではなく、これらの刺激に応答してinterleukin (IL)-33, IL-25およびthymic stromal lymphopoietin (TSLP)などの上皮性サイトカインを放出することで、慢性アレルギー炎症の誘導に関わることが示されている。
前年度の研究成果より、ヒト歯肉上皮細胞をP. gingivalisで刺激すると、IL-33発現が亢進することが示されたことから、本年度はIL-33と同様にアレルギー性炎症の誘導に関わるIL-25ならびにTSLP発現誘導について検討した。その結果、P. gingivalisによるIL-25ならびにTSLP発現が亢進された。同活性は、同菌より産生されるプロテアーゼであるジンジパインにより担われることが明らかとなった。
さらに次にP. gingivalisによりヒト歯肉上皮細胞に誘導された細胞内IL-33の免疫学的役割について、IL-33が同細胞からの抗菌ペプチド産生に及ぼす影響を検討した。同細胞は構成的にhuman β-defensin-2 (hBD-2), hBD-3やcationic antimicrobial peptide of 18-kDa (CAP-18)を産生することで、歯周病に対する自然免疫応答を担っている。P. gingivalisによる同細胞からのCAP-18産生は、ジンジパイン依存的IL-33発現誘導により抑制されることが明らかとなった。
これらの研究成果から、IL-33は同菌に対する自然免疫応答を減弱させ慢性炎症を引き起こす可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成26年度の研究計画に基づき実験を実施した結果、次の研究成果を得た。
① ヒト歯肉上皮細胞におけるP. gingivalisによるIL-25およびTSLP発現誘導作用
IL-33と同様にアレルギー性炎症の誘導に関わるIL-25ならびにTSLP発現誘導について検討した。ヒト歯肉上皮細胞をP. gingivalis全菌体で刺激すると、濃度依存的にIL-25 mRNA発現ならびにTSLP mRNA発現が亢進された。同活性は、ジンジパインを欠損するKDP136株の刺激ならびにジンジパイン阻害剤の前処理により抑制されることが明らかとなった。
② 細胞内IL-33による同細胞からの抗菌ペプチド産生抑制作用
P. gingivalisによりヒト歯肉上皮細胞に誘導された細胞内IL-33の免疫学的役割について、IL-33が同細胞からの抗菌ペプチド産生に及ぼす影響を検討した。P. gingivalisによる同細胞からのCAP-18産生は、KDP136株において減弱した。さらにIL-33 siRNAを用いたRNAi法により同細胞のIL-33発現をノックダウン後、P. gingivalisで刺激した結果、同細胞からのCAP-18産生は著明に増強されることを見出した。以上の結果から、P. gingivalisにより歯肉上皮細胞に誘導されたIL-33は、ジンジパイン依存的に同菌に対するCAP-18産生を抑制させることが示された。

今後の研究の推進方策

P. gingivalisによりヒト歯肉上皮細胞に誘導された細胞内IL-33のCAP-18産生抑制作用の分子メカニズムについて、IL-33によるシグナル伝達機構に関する検討を進める。さらに、CAP-18産生抑制に関与する分子に関する検討を行う。他方、活性化ビタミンD3による歯肉上皮細胞からの抗菌ペプチド産生におけるP. gingivalisの影響について検討を行う。一方、P. gingivalisによる肥満細胞からのIL-33発現誘導について検討を進める。
以上の研究手法を駆使することで、今後より一層研究の推進を図る。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額は、今年度の研究が効率的に推進したことにより発生した未使用額である。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額は、平成27年度請求額と合わせて次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Possible roles of IL-33 in periodontal diseases: Porphyromonas gingivalis induced IL-33 in human gingival epithelial cells.2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Tada, Hidetoshi Shimauchi, Haruhiko Takada, Kenji Matsushita
    • 雑誌名

      Interface Oral Health Science 2014

      巻: 1 ページ: 293-303

    • DOI

      10.1007/978-4-431-55192-8_25

  • [雑誌論文] Periodontal disease as a possible risk factor for Alzheimer's disease2014

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Ishida, Yuichi Ishihara, Kazuto Ishida, Hiroyuki Tada, Yoshiko Kato, Ryutaro Isoda, Makoto Hagiwara, Makoto Michikawa, Toshihide Noguchi, Kenji Matsushita
    • 雑誌名

      Interface Oral Health Science 2014

      巻: 1 ページ: 237-243

    • DOI

      10.1007/978-4-431-55192-8

  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisジンジパインはIL-33誘導を介してヒト歯肉上皮細胞のCAP18/LL-37産生をダウンレギュレーションする2014

    • 著者名/発表者名
      多田浩之、松下健二、長岡功、高田春比古
    • 学会等名
      第20回日本エンドトキシン・自然免疫研究会
    • 発表場所
      東京都文京区
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-06
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisによるヒト歯肉上皮細胞のLL-37発現誘導はIL-33により下方制御される2014

    • 著者名/発表者名
      多田浩之、松下健二、高田春比古
    • 学会等名
      第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27

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公開日: 2016-05-27   更新日: 2023-03-16  

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