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ポルフィロモナス・ジンギバリスによって誘導される耐性は、TLR2およびTLR4とは独立して生じる可能性がある
Tolerance induced by Porphyromonas gingivalis may occur independently of TLR2 and TLR4.
PMID: 30040860 PMCID: PMC6057631. DOI: 10.1371/journal.pone.0200946.
抄録
目的:
歯周炎は、微生物によって誘発される慢性炎症性疾患である。宿主の細菌またはその病原性因子への以前の曝露は、さらなる刺激に対する不応性反応をもたらし、これは寛容と呼ばれる。Porphyromonas gingivalis（P. gingivalis）は、歯周炎に関連する最も重要な病原性微生物の一つであり、プロおよび抗炎症性サイトカインの強力な誘導因子である。本研究の目的は、P. gingivalisによって誘導される耐性の役割と可能性のあるメカニズムを探ることであった。
OBJECTIVE: Periodontitis is a microbe-induced chronic inflammatory disease. Previous exposure of the host to bacteria or their virulence factors leads to refractory responses to further stimuli, which is called tolerance. Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) is one of the most important pathogenic microorganisms associated with periodontitis, and is a potent inducer of pro- and anti-inflammatory cytokines. The aim of this study was to explore the roles and possible mechanisms of tolerance induced by P. gingivalis.
方法:
THP-1由来のマクロファージを、1x108コロニー形成ユニット/mlのP. gingivalis ATCC 33277または中等度から重度の慢性歯周炎患者から分離された21の臨床分離株で前処理し（24時間）、洗浄し（2時間）、再びP. gingivalis ATCC 33277または同じ臨床分離株で処理した（24時間）。上清中のプロ炎症性サイトカインTNF-αおよびIL-1βおよび抗炎症性サイトカインIL-10のレベルをELISA法で検出した．さらに、サイトカイン分泌の変化のメカニズムを明らかにするために、フローサイトメトリーを用いてToll様受容体2(TLR2)とTLR4の発現を調べた。
METHODS: THP-1-derived macrophages were pretreated with 1x108 colony-forming units/ml P. gingivalis ATCC 33277 or 21 clinical isolates from moderate to severe chronic periodontitis patients (24 h), washed (2 h) and treated with P. gingivalis ATCC 33277 or the same clinical isolates again (24 h). Levels of pro-inflammatory cytokines TNF-α and IL-1β and anti-inflammatory cytokine IL-10 in supernatants were detected by ELISA. Moreover, to identify the possible mechanisms for the changes in cytokine secretion, Toll-like receptor 2 (TLR2) and TLR4 protein expressions were explored in these cells by flow cytometry.
結果:
P. gingivalis ATCC 33277または臨床分離株を用いた反復刺激後、マクロファージにおけるTNF-αおよびIL-1βの産生は、単回刺激後と比較して有意に減少した（p<0.05）が、P. gingivalis ATCC 33277または臨床分離株耐性細胞においては、IL-10の産生は同程度のレベルしか検出されなかった（p>0.05）。さらに、繰り返しのP. gingivalis刺激後のIL-1βおよびIL-10産生を誘導する能力には系統間のばらつきがあった。しかし、P. gingivalis ATCC 33277または臨床分離株で繰り返し処理したマクロファージでは、P. gingivalisで1回のみ刺激したマクロファージと比較して、TLR2またはTLR4の有意な変化は検出されなかった（p>0.05）。
RESULTS: After repeated challenge with P. gingivalis ATCC 33277 or clinical isolates, production of TNF-α and IL-1β in macrophages was decreased significantly compared with that following a single stimulation (p<0.05), while only comparable levels of IL-10 were detected in P. gingivalis ATCC 33277 or clinical isolate-tolerized cells (p>0.05). In addition, there was interstrain variability in the ability to induce IL-1β and IL-10 production after repeated P. gingivalis stimulation. However, no significant changes in TLR2 or TLR4 were detected in macrophages that were repeatedly treated with P. gingivalis ATCC 33277 or clinical isolates compared with those stimulated with P. gingivalis only once (p>0.05).
結論:
P. gingivalisの繰り返しの刺激は耐性を誘発し、歯周炎の抑制に寄与している可能性がある。しかし、P. gingivalisによって誘導された耐性は、TLR2やTLR4とは独立して発現し、TLR2やTLR4の下流のシグナル伝達経路の分子と関連している可能性がある。
CONCLUSIONS: Repeated P. gingivalis stimulation triggered tolerance, which might contribute to limiting periodontal inflammation. However, tolerance induced by P. gingivalis might develop independently of TLR2 and TLR4 and be related to molecules in signaling pathways downstream of TLR2 and TLR4.