2013 Fiscal Year Research-status Report
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
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25463225
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
多田 浩之 東北大学, 歯学研究科(研究院), 講師 (70431632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清浦 有祐 奥羽大学, 歯学部, 教授 (90194951)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 慢性歯周炎 / Porphyromonas gingivalis / Interleukin-33 / 歯肉上皮細胞 / 慢性アレルギー性炎症 |
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| Research Abstract |
慢性歯周炎は、歯周病原性細菌Porphyromonas gingivalisによる感染症であり、慢性炎症による歯周組織破壊が重症化する最大の要因である。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などの上皮性サイトカインを放出する。IL-33は炎症性サイトカイン産生を介して慢性炎症の誘導に関与する重要なサイトカインであることが示唆されている。
本年度の実験結果から、ヒト歯肉上皮細胞をP. gingivalis全菌体で刺激すると、IL-33 mRNA発現が亢進され、同作用は本菌が分泌す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にされた。そこでIL-33発現誘導のシグナル伝達に関わる分子機構について検討した結果、P. gingivalisによるIL-33発現誘導の亢進はprotease-activated receptor-2 (PAR-2)を介することが明らかとなった。次にPAR-2下流のシグナル伝達機構について検討したところ、P. gingivalisによるIL-33発現誘導はphospholipase C (PLC)、MAP kinase p38ならびにNF-κBを介することを見出した。さらにP. gingivalisによるヒト歯肉上皮細胞におけるIL-33タンパク産生機序について検討した結果、同細胞をP. gingivalisで刺激すると、細胞質におけるIL-33タンパク発現が著明に増強された。
これらの研究成果から、P. gingivalisにより歯肉上皮細胞からIL-33が産生されることで上皮細胞機能が制御される可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25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 ジンジパインによるIL-33誘導のシグナル伝達機構
ヒト歯肉上皮細胞におけるジンジパインによるIL-33発現誘導機序について、PAR系、MAP kinase (ERK, JNKおよびp38)経路およびNF-κB経路のシグナル伝達経路を対象として、シグナル伝達機構の解析を行った。その結果、P. gingivalisによる同細胞からのIL-33 mRNA発現誘導は、PAR-2 siRNA処理細胞において有意に抑制された。さらにPAR-2の下流シグナル分子であるPLC阻害剤の前処理により抑制された。一方、同細胞をp38阻害剤で前処理すると、P. gingivalisによるIL-33 mRNA発現誘導は抑制された。加えて、P. gingivalisによるp38リン酸化は、ジンジパイン欠損株では完全に消失した。NF-kB経路について阻害剤を前処理した結果、IL-33 mRNA発現誘導は抑制され、P. gingivalisによるNF-κBプロモーター活性の亢進は、ジンジパイン欠損株では完全に消失した。
② ジンジパインによるIL-33産生機序
ヒト歯肉上皮細胞におけるジンジパインによるIL-33産生機序について、immunocytochemistry法にて検討した結果、P. gingivalis刺激により細胞質にIL-33タンパクが集積することが観察された。そこでWesternblot法にて細胞内IL-33タンパク量を解析した結果、P. gingivalis刺激によりIL-33タンパク量が約10倍に亢進したことが明らかとなった。IL-33産生機序についてELISA法で検討した結果、P. gingivalis刺激細胞の培養上清中に少量のIL-33タンパクが検出された。
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| Strategy for Future Research Activity |
P. gingivalisによりヒト歯肉上皮細胞に誘導されたIL-33の免疫生物学的機能について、細胞外IL-33と細胞内IL-33の双方について検討を進める。細胞外に産生されるIL-33に関して、肥満細胞（肥満細胞株を供与済）からのTh2サイトカイン産生を指標として検討を行う。細胞内IL-33に関して、上皮細胞における感染防御機能に着目し、炎症性サイトカイン産生、接着分子発現、抗菌因子（β-defensin-2, -3およびcathelicidin）産生ならびにバリア機能への関与について検討を行う。
他方、IL-33と同様に上皮細胞から産生されるサイトカインであるIL-25ならびにTSLPの発現誘導について誘導機構について検討を行う。
以上の研究手法を駆使し、今後の研究を一層推進させる予定である。
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[Journal Article] Vinculin and Rab5 complex is required for uptake of Staphylocossus aureus and interleukin-6 expression2014
Author(s)
Makoto Hagiwara, Eitoyo Kokubu, Shinsuke Sugiura, Toshinori Komatsu, Hiroyuki Tada, Ryutaro Isoda, Naomi Tanigawa, Yoshiko Kato, Naoyuki Ishida, Kaoru Kobayashi, Misako Nakashima, Kazuyuki Ishihara, Kenji Matsushita
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Journal Title
Plos One
Volume: 9(1)
Pages: e87373-e87385
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Acacetin inhibits expression of E-selectin on endothelial cells through regulation of the MAP kinase signaling pathway and activation of NF-κB2013
Author(s)
Naomi Tanigawa, Makoto Hagiwara, Hiroyuki Tada, Toshinori Komatsu, Shinsuke Sugiura, Kaoru Kobayashi, Yoshiko Kato, Naoyuki Ishida, Kyohei Nishida, Masayuki Ninomiya, Mamoru Koketsu, Kenji Matsushita
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Journal Title
Immunopharmacology and Immunotoxicology
Volume: 35(4)
Pages: 471-477
DOI
Peer Reviewed
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