サイトカインの調整は、歯周組織内の樹状細胞と調節性T細胞を豊かにする

Tuning cytokines enriches dendritic cells and regulatory T cells in the periodontium.

• R Warren Sands
• Catia S Verbeke
• Kazuhisa Ouhara
• Eduardo A Silva
• Susan Hsiong
• Toshihisa Kawai
• David Mooney

抄録

背景:

歯周病は、組織、免疫系、および微生物相の間の病原性の相互作用によって生じるが、標準的な治療では、慢性炎症の根底にある細胞メカニズムに対処できない。樹状細胞（DC）はT細胞の運命を制御する重要な因子であり、DCを局所的にリクルートしてプログラムするバイオマテリアルは、T細胞のエフェクター応答を誘導することができる。我々は、耐容性のある表現型に向けて樹状細胞（DC）をリクルートしてプログラムするバイオマテリアルが歯周組織内の制御性T細胞を富ませることができ、最終的にはT細胞が媒介する病理学を減衰させることを目標としていると仮説を立てた。

BACKGROUND: Periodontal disease results from the pathogenic interactions between the tissue, immune system, and microbiota; however, standard therapy fails to address the cellular mechanism underlying the chronic inflammation. Dendritic cells (DC) are key regulators of T cell fate, and biomaterials that recruit and program DC locally can direct T cell effector responses. We hypothesized that a biomaterial that recruited and programmed DC toward a tolerogenic phenotype could enrich regulatory T cells within periodontal tissue, with the eventual goal of attenuating T cell mediated pathology.

方法:

以前に同定された耐性を誘導する因子である顆粒球-マクロファージコロニー刺激因子（GM-CSF）および胸腺間質リンパポエチン（TSLP）と歯周炎ネットワークとの相互作用をシリコで確認した。DCの移動に対するサイトカインの効果は、タイムラプスイメージングを用いてin vitroで検討された。最後に、TSLPとGM-CSFを投与したアルギン酸塩ハイドロゲルに反応して真皮と歯周組織における調節性T細胞の濃縮度を、マウスの生体内で免疫組織化学とライブアニマルイメージングを用いて調べた。

METHODS: The interaction of previously identified factors that could induce tolerance, granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) and thymic stromal lymphopoietin (TSLP), with the periodontitis network was confirmed in silico. The effect of the cytokines on DC migration was explored in vitro using time-lapse imaging. Finally, regulatory T cell enrichment in the dermis and periodontal tissue in response to alginate hydrogels delivering TSLP and GM-CSF was examinedin vivo in mice using immunohistochemistry and live-animal imaging.

結果:

GM-CSFとTSLPのインタラクトームは歯周炎ネットワークにつながっている。GM-CSFはin vitroでDCの移動を促進する。GM-CSFを放出したアルギン酸ヒドロゲルを皮内に注入すると、DCの数が増加し、TSLPが濃縮されたFOXP3+調節性Tcellsが局所的に追加されました。マウスの歯周組織にGM-CSFとTSLPを含むハイドロゲルを注入すると、組織内のDCとFOXP3+細胞数、リンパ節内のFOXP3+細胞、組織内のIL-10が増加した。

RESULTS: The GM-CSF and TSLP interactome connects to the periodontitis network. GM-CSF enhances DC migration in vitro. An intradermal injection of an alginate hydrogel releasing GM-CSF enhanced DC numbers and the addition of TSLP enriched FOXP3+ regulatory T cells locally. Injection of a hydrogel with GM-CSF and TSLP into the periodontal tissue in mice increased DC and FOXP3+ cell numbers in the tissue, FOXP3+ cells in the lymph node, and IL-10 in the tissue.

結論:

GM-CSFとTSLPの生体材料を介した局所送達は、DCとFOXP3+細胞を富ませることができ、歯周病の病理学的炎症を治療するために有望である。

CONCLUSION: Local biomaterial-mediated delivery of GM-CSF and TSLP can enrich DC and FOXP3+ cells and holds promise for treating the pathologic inflammation of periodontal disease.

© 2020 American Academy of Periodontology.