マウスを用いた歯周炎における炎症性骨吸収に対するテストステロンレベルの影響とメカニズム

[Effect and mechanism of testosterone level on inflammatory bone resorption in periodontitis with mice].

• Yue-Xia Wu
• Shan-Shan Si
• Xin Zhang
• Ke-Qian Lian

抄録

目的:

マウスを用いた歯周炎における炎症性骨吸収に対するテストステロンレベルの影響を調べる。

PURPOSE: To investigate the effect of testosterone level on inflammatory bone resorption in periodontitis with mice.

方法:

SDマウス48匹を無作為に非結紮群、偽手術群、去勢群、去勢＋テストステロン投与群に分け、各群12匹ずつ投与した。結紮後6週目に血清テストステロン値を測定し、ヘマトキシリン-エオシン染色とメチレンブルー染色で歯槽骨損失（ABL）と歯槽骨吸収面積を比較した。歯肉組織における炎症性サイトカインメッセンジャーRNA(mRNA)の発現をリアルタイム蛍光定量PCRにより測定した。データの解析にはSPSS 20.0ソフトウェアパッケージを使用した。

METHODS: Forty-eight SD mice were randomly divided into unligated group, sham operation group, castration group, castration + testosterone group, 12 mice in each group. At 6 weeks after ligation, serum testosterone levels were measured, and alveolar bone loss (ABL) and alveolar bone absorption area were compared by hematoxylin - eosin staining and methylene blue staining. The expression of inflammatory cytokine messenger RNA(mRNA) in gingival tissue was measured by real-time fluorescence quantitative PCR. SPSS 20.0 software package was used to analyze the data.

結果:

4群の中で血清テストステロン値が最も高かったのは無施術群、次いで去勢＋テストステロン群、偽手術群、去勢群であり、有意差があった(P<0.05)。去勢＋テストステロン群のABLは、非結紮群、偽手術群、去勢群に比べて有意に大きかった(P<0.05)。去勢群のABLは、偽手術群に比べて有意に小さかった(P<0.05)。去勢＋テストステロン群の歯槽骨吸収面積は、非去勢群、偽手術群、去勢群に比べて有意に大きかった(P<0.05)。去勢群の歯槽骨吸収面積は、偽手術群に比べて有意に小さかった(P<0.05)。シャム手術群、去勢群、去勢＋テストステロン投与群の歯肉組織におけるインターロイキン-1β（IL-1β）mRNA、インターロイキン-6（IL-6）mRNA、腫瘍壊死因子-α（TNF-α）mRNAのレベルは、未投与群に比べて有意に高かった。インターロイキン-10(IL-10)のmRNAレベルは、偽手術群、去勢群、去勢＋テストステロン群の歯肉組織では、非切除群に比べて有意に低かった(P<0.05)。歯肉組織におけるIL-1β mRNAのレベルは、4群の中で最も高く、次いで、去勢＋テストステロン群、偽手術群、去勢群と有意差があった(P<0.05)。血清テストステロン値はABL、歯槽骨吸収面積、IL-1βと正の相関があった（P<0.05）。

RESULTS: Serum testosterone level among four groups was the highest in the unligated group, followed by castration + testosterone group, sham operation group and castration group, with significant difference(P<0.05). The ABL of the castration + testosterone group was significantly larger than that of the unligated group, the sham operation group and the castration group(P<0.05). The ABL of the castration group was significantly smaller than that of the sham operation group (P<0.05). The alveolar bone resorption area of the castration + testosterone group was significantly larger than that of the unligated group, the sham operation group and the castration group(P<0.05). The alveolar bone resorption area of the castration group was significantly smaller than that of the sham operation group (P<0.05). Interleukin-1β (IL-1β) mRNA, interleukin-6(IL-6) mRNA and tumor necrosis factor-α(TNF-α) mRNA levels in gingival tissues of sham operation group, castration group and castration + testosterone group were significantly higher than the unligated group. The levels of interleukin-10(IL-10) mRNA in gingival tissues of sham operation group, castration group and castration + testosterone group were significantly lower than those in unligated group(P<0.05). The level of IL-1β mRNA in gingival tissues among four groups was the the highest in the unligated group, followed by castration + testosterone group, sham operation group and castration group, with significant difference (P<0.05). Serum testosterone levels were positively correlated with ABL, alveolar bone resorption area, and IL-1β (P<0.05).

結論:

マウスを用いた歯周炎ではテストステロンレベルが低下しており、長期的なテストステロン枯渇はIL-1βのレベルを低下させることで歯槽骨の炎症性骨吸収を減少させることができ、歯周炎患者のテストステロンレベルの低下が歯槽骨吸収の新たな治療ターゲットになる可能性があることを示唆している。

CONCLUSIONS: Periodontitis with mice have decreased testosterone levels, and long-term testosterone depletion can reduce inflammatory bone resorption in alveolar bone, which may be achieved by reducing the level of IL-1β, indicating that reduction of the level of testosterone in periodontitis patients may be a new treatment target for alveolar bone resorption.