口腔内病原体ポルフィロモナス・ジンギバリスの全身播種による血管障害のメカニズム

Mechanisms of vascular damage by systemic dissemination of the oral pathogen Porphyromonas gingivalis.

• Cher Farrugia
• Graham P Stafford
• Jan Potempa
• Robert N Wilkinson
• Yan Chen
• Craig Murdoch
• Magdalena Widziolek

抄録

いくつかの研究で、歯周病と心血管疾患リスクの増加との間に明確な関連性が示されています。口腔内病原体であるポルフィロモナス・ジンギバリス（Porphyromonas gingivalis: Pg）とその細胞表面に発現するジンジパインは，ゼブラフィッシュ幼虫感染モデルにおいて水腫を誘導するが，そのメカニズムは不明である．ここでは、Pgによる血管障害がジンジパインによって媒介されているかどうかを明らかにすることを目的とした。その結果、W83に感染すると、ΔK/R-abに感染した場合と比較して、内皮細胞の透過性が増加し、内皮接着分子PECAM-1とVE-カドヘリンの細胞表面量が減少した。また、蛍光標識されたPECAM-1またはVE-カドヘリンを発現するトランスジェニックゼブラフィッシュ幼虫をW83またはΔK/R-abに全身感染させると、ジンギペイン依存性のメカニズムにより、W83細菌の近位の内皮に特異的に接着分子の蛍光が有意に減少することが観察された。さらに、これは、デキストランリーク微小血管造影法で評価した場合、生体内での血管透過性の増加と関連していた。これらのデータは、PgがPECAM-1とVE-カドヘリンを分解することで血管障害を直接的に媒介していることを初めて示したものである。これらのデータは、Pgが心血管疾患に関与している可能性のある分子機構を明らかにしたものである。

Several studies have shown a clear association between periodontal disease and increased risk of cardiovascular disease. Porphyromonas gingivalis (Pg), a key oral pathogen, and its cell surface expressed gingipains, induce oedema in a zebrafish larvae infection model although the mechanism of these vascular effects is unknown. Here we aimed to determine whether Pg-induced vascular damage is mediated by gingipains. In vitro, human endothelial cells from different vascular beds were invaded by wild-type (W83) but not gingipain-deficient (ΔK/R-ab) Pg. W83 infection resulted in increased endothelial permeability as well as decreased cell surface abundance of endothelial adhesion molecules PECAM-1 and VE-cadherin compared to infection with ΔK/R-ab. In agreement, when transgenic zebrafish larvae expressing fluorescently labelled PECAM-1 or VE-cadherin were systemically infected with W83 or ΔK/R-ab, a significant reduction in adhesion molecule fluorescence was observed specifically in endothelium proximal to W83 bacteria through a gingipain dependent mechanism. Furthermore, this was associated with increased vascular permeability in vivo when assessed by dextran leakage microangiography. These data are the first to show that Pg directly mediates vascular damage in vivo by degrading PECAM-1 and VE-cadherin. Our data provide a molecular mechanism by which Pg might contribute to cardiovascular disease.

This article is protected by copyright. All rights reserved.