歯周病プロテアーゼの細胞機能修飾作用解析を基盤とした炎症慢性化の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670221
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 今村 隆寿 熊本大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (20176499)
• Keywords: Porphyromonas gingivalis / システインプロテアーゼ / 歯肉線維持芽細胞 / CD14 / T細胞 / CD4 / CD8 / 慢性化

Research Abstract

歯周病は主としてPorpyromonas gingivalisの持続感染による慢性炎症によって引き起こされる。本菌の産生するトリプシン様システインプロテアーゼ(ジンジパイン;HRgpA, RgpB, Kgp)は菌自体のハウスキーピングや感染過程だけでなく、歯周病に関わる様々な病理作用を持つ。筆者らはジンジパインの血漿カスケード反応系の異常活性化による生体機能撹乱作用を明らかにしてきた。今回は、昨年に引き続き細胞機能に対する作用を検討した。培養ヒト歯肉線維芽細胞をジンジパインで処理すると、プロテアーゼ活性に依存して0.03μMから濃度および処理時間に相関してLPS受容体CD14の抗原性が減少し、最も強力なHRgpAは0.3μM、30分で比較的特異的にCD14をほぼ完全に分解した。HRgpAで処理した歯肉線維芽細胞は10ngLPS刺激によるIL-8産生ほぼ半分に低下した。これらの結果はジンジパインが歯肉線維芽細胞のCD14を分解することによってLPS刺激による活性化を減弱させ、IL-8による好中球浸潤を抑制して好中球によるP. gingivalisを貧食、殺菌から防御していることが示唆された。また、ジンジパインはT細胞の抗原認識に関与するCD4とCD8をも分解することが解った。この作用もHRgpAが最も強く、0.1μM、30分処理でCD4、CD8抗原ともに消失した。P. gingivalis培養液で処理したT細胞はレクチンのConAやPHAによる活性化が低下し、しかもこの効果はシステインプロテアーゼを活性化する2-MEで増強されることから、ジンジパインの関与が明らかとなった。このように、ジンジパインは宿主防衛に関係する細胞の膜受容体を分解してその活性化を抑制しており、これによってP. gingivalisは長期生存が可能となって感染が持続し炎症が慢性化することが示唆される。

Research Products

• [Publications] Imamura.T., 他5名: "Release of a new vascular permeability enhancing peptide from kininogens by human neutrophil elastase"Biochemical and Biophysical Research Communicarions. 294. 423-428 (2002)
• [Publications] Imainura T., 他4名: "Expression of tissue factor, the clotting initiator, on macrophages in Plasmaodium falciparum-infected placentas"The Journal of Infectious Diseases. 186. 436-440 (2002)
• [Publications] Imainura T., 他2名: "New functions of neutrophils in the Arthus reaction : Expression of tissue factor, the clotting initiator, and fibrinolysis by elastase"Laboratory Investigation. 82. 1287-1295 (2002)
• [Publications] Hirano, M., 他4名, Imamura, T.: "Transfer of maternally administered liposome-DNA complexes into monkey fetuses in a pregnancy model"The Journal of Gene Medicine. 4. 560-566 (2002)
• [Publications] Tada, H., Sugawara, S., Nemoto, E., Takahashi, N., Imamura, T., Potempa, J., Travis, J., Shimauchi, H., Takada: "Proteolysis of CD14 on human gingival fibroblasts by arginine-specific cysteine proteinase (gingipain-R) from Porphyromonas gingivalis leading to down-regulation of lipopolysaccharide-induced interleukin-8 production"Infectection and Immunity. 70. 3304-3307 (2002)
• [Publications] Kitamura, Y., Yoneda, M., Imanura.T., 他4名: "Gingipains in the culture supernatant of Porphyromonas gingivalis cleave CD4 and CD8 on human T cells"The Journal of Periodontal Research. 37. 464-468 (2002)
• [Publications] 今村隆寿: "歯周病菌Porphyromonas gingivalisトリプシシ様システインプロテアーゼ(ジンジパイン)と炎症"炎症と免疫. 10. 239-246 (2002)
• [Publications] Imamura T.: "Role of gingipains in periodontal disease"The Journal of Periodontology. 74. 111-118 (2003)
• [Publications] Suithin, K., Matsushita, K., Machigasbira, M., Tatsuyama, S., Imamura T., Torii, M., Izumi, Y.: "Enhanced expression of vascular endothelial growth factor by periodontal pathogens in gingival fibroblasts"The Journal of Periodontal Research. 38. 90-96 (2003)
• [Publications] Tada, H., Sugawara, S., Nemoto, E., Imamura, T., Potempa, J, Travis, J., Shimauchi, H., Takada, H.: "Proteolysis of ICAM-1 on human oral epithelial cells by gingipains"The Journal of Dental Research. (in press). (2003)
• [Publications] Dulinski.R., 他5名, Imamura, T., Travis, J., Kozik, A.: "Attenuated kinin release from human neutrophil elastase-pretreated kininogens by plasma and tissue kallikreins"Biological Chemistry. (in press). (2003)
• [Publications] Matsushita, K., Imamura, T, 他2名: "Selective inhibition of P. gingivalis growth by a factor Xa-specific inhibitor, DX-9065a"The Journal of Dental Research. (in press). (2003)
• [Publications] Imamura, T., Potempa, J., Travis, J.: "Gingipain R. in Handbook of Proteolytic Enzymes, 2nd edition(分担)"Academic Press Ltd., London(in press). (2003)