タバコの煙の凝縮液は、ヒト歯肉線維芽細胞のコラーゲンゲルの収縮とプロスタグランジンE2の産生を阻害する

Cigarette smoke condensate inhibits collagen gel contraction and prostaglandin E2 production in human gingival fibroblasts.

抄録

背景:

肉芽組織の再構築と筋線維芽細胞の分化は、創傷治癒において非常に重要なイベントである。タバコの喫煙は、歯肉組織の修復に悪影響を及ぼす。しかし、これらのイベントに対するタバコの煙の影響を評価する研究は不足している。

BACKGROUND: Granulation tissue remodeling and myofibroblastic differentiation are critically important events during wound healing. Tobacco smoking has a detrimental effect in gingival tissue repair. However, studies evaluating the effects of cigarette smoke on these events are lacking.

材料と方法:

我々は、組織修復中の肉芽組織段階の初期および最終段階をシミュレートするために、自由に浮遊するコラーゲンゲルおよび拘束されたコラーゲンゲル内で培養した歯肉線維芽細胞を用いた。コラーゲンゲルの収縮は，血清またはtransforming growth factor-β1で刺激した。 ゲルの収縮に対するタバコの煙の影響を評価するために，タバコの煙の凝縮物（CSC）を用いた。α-平滑筋アクチン，β1インテグリン，マトリックスメタロプロテアーゼ-3，結合組織成長因子のタンパク質レベルをウェスタンブロットで評価した。プロスタグランジンE(2) (PGE(2))の濃度はELISAで測定した。アクチン組織は共焦点顕微鏡で評価した。

MATERIAL AND METHODS: We used gingival fibroblasts cultured within free-floating and restrained collagen gels to simulate the initial and final steps of the granulation tissue phase during tissue repair. Collagen gel contraction was stimulated with serum or transforming growth factor-β1. Cigarette smoke condensate (CSC) was used to evaluate the effects of tobacco smoke on gel contraction. Protein levels of alpha-smooth muscle actin, β1 integrin, matrix metalloproteinase-3 and connective tissue growth factor were evaluated through Western blot. Prostaglandin E(2) (PGE(2)) levels were determined through ELISA. Actin organization was evaluated through confocal microscopy.

結果:

CSCは、拘束されたコラーゲンゲルにおいて、血清やtransforming growth factor-β1によって引き起こされるコラーゲンゲルの収縮を抑制した。CSCはまた、拘束されたコラーゲンゲル内で培養された線維芽細胞のアクチンストレスファイバーの発達を変化させた。PGE(2)レベルはCSCによって3次元細胞培養で強く減少した。しかし、α-平滑筋アクチン、β1インテグリン、マトリックスメタロプロテアーゼ-3、結合組織成長因子など、肉芽組織のリモデリングや筋線維芽細胞の分化に関与する他のタンパク質は、CSCによって変化しなかった。

RESULTS: CSC reduced collagen gel contraction induced by serum and transforming growth factor-β1 in restrained collagen gels. CSC also altered the development of actin stress fibers in fibroblasts cultured within restrained collagen gels. PGE(2) levels were strongly diminished by CSC in three-dimensional cell cultures. However, other proteins involved in granulation tissue remodeling and myofibroblastic differentiation such as alpha-smooth muscle actin, β1 integrin, matrix metalloproteinase-3 and connective tissue growth factor, were unmodified by CSC.

結論:

CSCは、歯肉の線維芽細胞がコラーゲンマトリックスをリモデリングして収縮させる能力を変化させる可能性がある。これらの細胞におけるPGE(2)産生の阻害とアクチンストレスファイバーの変化は、喫煙者の創傷治癒における適切な組織成熟を損なう可能性がある。

CONCLUSIONS: CSC may alter the capacity of gingival fibroblasts to remodel and contract a collagen matrix. Inhibition of PGE(2) production and alterations of actin stress fibers in these cells may impair proper tissue maturation during wound healing in smokers.