メラトニンは、ラットの炎症性ストレスおよびアポトーシスを減少させることにより、歯周炎誘発性腎障害を改善する

Melatonin improves periodontitis-induced kidney damage by decreasing inflammatory stress and apoptosis in rats.

抄録

背景:

この動物実験の主な目的は、歯周炎が腎臓の構造と機能に及ぼす可能性のある影響と、メラトニンの治療効果を調べることの2つである。

BACKGROUND: Two main aims of this animal study were to inspect the possible effects of periodontitis on the structure and functions of the kidneys and the therapeutic effectiveness of melatonin.

方法:

24匹の雄のSprague-Dawleyラットを無作為に3つのグループ（コントロール、実験的歯周炎（Ep）、Ep-メラトニン（Ep-Mel））に分けた。歯周炎は、左右の下顎第一大臼歯の歯頚部周囲に3.0-silk縫合を行い、5週間縫合を維持することによって誘発した。その後、メラトニン（10mg/kg体重/日、14日間）およびビヒクルを腹腔内投与した。安楽死後、下顎と腎臓の組織標本を採取した。歯周骨の損失は、組織学的およびマイクロコンピュータ断層撮影により測定した。右腎臓の病理組織学的および免疫組織化学的評価と左腎臓の生化学的評価（マロニルアルデヒド［MDA］，グルタチオン，酸化ストレス［OSI］，腫瘍壊死因子［TNF］-α，インターロイキン［IL］-1β，マトリックスメタロプロテイナーゼ［MMP］-8，MMP-9，カテプシンDレベル）が行われた。腎機能状態は、血清クレアチニン、尿素、シスタチンC、尿素クレアチニン値で解析した。

METHODS: Twenty-four male Sprague-Dawley rats were randomly divided into three groups: control, experimental periodontitis (Ep), and Ep-melatonin (Ep-Mel). Periodontitis was induced by placing 3.0-silk sutures sub-paramarginally around the cervix of right-left mandibular first molars and maintaining the sutures for 5 weeks. Then melatonin (10 mg/kg body weight/day, 14 days), and the vehicle was administered intraperitonally. Mandibular and kidney tissue samples were obtained following the euthanasia. Periodontal bone loss was measured via histological and microcomputed tomographic slices. On right kidney histopathological and immunohistochemical, and on the left kidney biochemical (malonyl-aldehyde [MDA], glutathione, oxidative stress [OSI], tumor necrosis factor [TNF]-α, interleukin [IL]-1β, matrix metalloproteinase [MMP]-8, MMP-9, and cathepsin D levels) evaluations were performed. Renal functional status was analyzed by levels of serum creatinine, urea, cystatin-C, and urea creatinine.

結果:

メラトニンは，結紮による歯周骨の減少を有意に抑制し（P＜0.01），歯周炎ラットの腎臓で有意に高かった炎症性サイトカイン（TNF-α，IL-1β），酸化ストレス（MDA，OSI）およびプロテアーゼ（MMP-8，MMP-9，CtD）レベルを抑制した（P＜0.05）．さらに、歯周炎に関連した組織学的損傷とアポトーシス活性もEp-Mel群で有意に低かった（P＜0.05）。しかし、Epグループの腎機能マーカーは、コントロールグループと比較してわずかに損なわれていることが検出され（P>0.05）、メラトニンの治療活性は限定的であった（P>0.05）。

RESULTS: Melatonin significantly restricted ligature-induced periodontal bone loss (P <0 .01) and suppressed the levels of proinflammatory cytokines (TNF-α and IL-1β), oxidative stress (MDA and OSI), and proteases (MMP-8, MMP-9, and CtD) that was significantly higher in the kidneys of the rats with periodontitis (P <0.05). In addition, periodontitis-related histological damages and apoptotic activity were also significantly lower in the Ep-Mel group (P <0.05). However, the markers of renal function of the Ep group were detected slightly impaired in comparison with the control group (P >0.05); and the therapeutic activity of melatonin was limited (P >0.05).

結論:

メラトニンは、歯周炎によって引き起こされる炎症性ストレス、アポトーシス、構造的な障害を抑制するが、機能的な障害は抑制しない。

CONCLUSION: Melatonin restricts the periodontitis-induced inflammatory stress, apoptosis, and structural but not functional impairments.