アメロジェニンはPGE2/cAMPシグナル伝達経路を介してM2マクロファージの分極を誘導する。

Amelogenin induces M2 macrophage polarisation via PGE2/cAMP signalling pathway.

• Kensuke Yamamichi
• Takao Fukuda
• Terukazu Sanui
• Kyosuke Toyoda
• Urara Tanaka
• Yuki Nakao
• Karen Yotsumoto
• Hiroaki Yamato
• Takaharu Taketomi
• Takeshi Uchiumi
• Fusanori Nishimura

抄録

目的:

エナメル質マトリックス誘導体（EMD）の主成分であるアメロジェニンは、歯周再生のための生理活性候補として示唆されています。アメロゲニンは歯周組織の再生効果の他に、抗炎症作用を有することが報告されています。しかし、これらの効果を支える正確な分子機構は明らかにされていない。本研究では、マクロファージに対するアメロジェニンの免疫調節作用について検討した。

OBJECTIVES: Amelogenin, the major component of the enamel matrix derivative (EMD), has been suggested as a bioactive candidate for periodontal regeneration. Apart from producing a regenerative effect on periodontal tissues, amelogenin has also been reported to have an anti-inflammatory effect. However, the precise molecular mechanisms underlying these effects remain unclear. In the present study, we examined the immunomodulatory effects of amelogenin on macrophages.

デザイン:

ヒトホモログ12-ミリスチン酸13-アセテート（PMA）分化型U937マクロファージとCD14+末梢血由来単球（PBMC）由来マクロファージを組換えアメロジェニン（rM180）で刺激し、マクロファージの表現型とシグナル伝達経路に対するrM180の効果を評価した。詳細なマイクロアレイ解析を行った後、マクロファージの表現型およびシグナル伝達経路に対するrM180の効果を、リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応、酵素結合免疫吸着アッセイ、共焦点顕微鏡およびフローサイトメトリーで評価した。

DESIGN: Human phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)-differentiated U937 macrophages and CD14+ peripheral blood-derived monocytes (PBMC)-derived macrophages were stimulated with recombinant amelogenin (rM180). After performing a detailed microarray analysis, the effects of rM180 on macrophage phenotype and signal transduction pathways were evaluated by real-time polymerase chain reaction, enzyme-linked immunosorbent assay, confocal microscopy and flow cytometry.

結果:

マイクロアレイ解析の結果、リポ多糖（LPS）を負荷したマクロファージでは24時間後にrM180が抗炎症遺伝子の発現を増加させ、4時間後には炎症反応を一時的にアップレギュレートさせることが示された。rM180により誘発されたM2マクロファージの分極は、血管内皮増殖因子（VEGF）産生と同様に形態学的変化と関連していた。rM180はプロスタグランジンE2（PGE2）発現を増強し、cAMP/cAMP応答性エレメント結合（CREB）シグナル伝達経路の活性化がアメロジェニン誘発M2マクロファージの分極に関与していた。インドメタシンによるPGE2シグナル伝達の遮断は、PBMC由来のマクロファージにおけるLPS誘発M2シフトの有無にかかわらず、rM180を特異的に阻害した。

RESULTS: The microarray analysis demonstrated that rM180 increased the expression of anti-inflammatory genes in lipopolysaccharide (LPS)-challenged macrophages after 24h, while it temporarily up-regulated inflammatory responses at 4h. rM180 significantly enhanced the expression of M2 macrophage markers (CD163 and CD206). rM180-induced M2 macrophage polarisation was associated with morphological changes as well as vascular endothelial growth factor (VEGF) production. rM180 enhanced prostaglandin E2 (PGE2) expression, and the activation of the cAMP/cAMP-responsive element binding (CREB) signaling pathway was involved in amelogenin-induced M2 macrophage polarisation. Blocking of PGE2 signaling by indomethacin specifically abrogated rM180 with or without LPS-induced M2 shift in PBMC-derived macrophages.

結論:

アメロジェニンは、マクロファージを抗炎症性のM2表現型に再プログラムすることができました。したがって、アメロジェニンは、歯周病変における炎症の早期解決に寄与し、リモデリング歯周組織のための適切な環境を提供する可能性があります。

CONCLUSION: Amelogenin could reprogram macrophages into the anti-inflammatory M2 phenotype. It could therefore contribute to the early resolution of inflammation in periodontal lesions and provide a suitable environment for remodeling-periodontal tissues.

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