ペリオスチンは歯根膜線維芽細胞においてNrf2/HO-1経路を介してLPS誘発アポトーシスを制御している

Periostin regulates LPS-induced apoptosis via Nrf2/HO-1 pathway in periodontal ligament fibroblasts.

抄録

目的:

ペリオスチンは歯周組織の維持に重要であるが、歯周炎におけるその役割は議論のあるところである。本研究では、ペリオスチンの歯周炎への影響とその機序について検討した。

OBJECTIVE: Periostin is important for the maintenance of periodontal tissue, but its role in periodontitis is controversial. This research investigated the effect of periostin in periodontitis and the underlying mechanism.

デザイン:

Porphyromonas gingivalisリポポリサッカライドで誘発したマウス歯周炎モデル（in vivo）と炎症モデル（in vitro）を作成し、ペリオスチンの発現量を評価した。ヒト歯根膜線維芽細胞（PDLF）をリポポリサッカライドおよびN-acetylcysteineで処理し、蛍光染色、フローサイトメトリー、ウェスタンブロット、qRT-PCRにより、活性酸素種、ペリオスチン発現、アポトーシス関連メーカーを検出した。PDLFにペリオスチン遺伝子を導入することに成功し、ペリオスチンのアポトーシスに対する効果を検証した。さらに、Nrf2阻害剤を添加し、そのメカニズムを明らかにした。

DESIGN: Mouse periodontitis models in vivo and inflammation model in vitro which were induced by Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide were established to evaluate periostin expression. Human periodontal ligament fibroblasts (PDLFs) were treated with lipopolysaccharide and N-acetylcysteine, fluorescence staining, flow cytometry, western blot, and qRT-PCR were used to detect reactive oxygen species (ROS), periostin expression, and apoptosis-related makers. The periostin gene was successfully transfected into PDLFs to verify the effect of periostin on apoptosis. Then, the Nrf2 inhibitor was added to clarify the mechanism.

結果:

マウス歯周炎モデルおよびリポポリサッカライド誘発PDLFの歯根膜ではペリオスチンの発現が低下していた．リポポリサッカライドはPDLFの活性酸素の活性化とアポトーシスを促進したが，N-アセチルシステインはこの状態を回復させた．ペリオスチンの過剰発現はPDLFのアポトーシスを抑制し、リポポリサッカライドの核内Nrf2発現抑制作用を逆転させた。さらに、Nrf2阻害剤は、リポポリサッカライド誘発アポトーシスに対するペリオスチンの保護作用を減弱させた。

RESULTS: Periostin expression decreased in the periodontal ligaments of mouse periodontitis models and lipopolysaccharide-induced PDLFs. Lipopolysaccharide promoted the activation of ROS and apoptosis in PDLFs, whereas N-acetylcysteine reversed this condition. Overexpression of periostin suppressed apoptosis of PDLFs and reversed the inhibitory effect of lipopolysaccharide on nuclear Nrf2 expression. Moreover, the Nrf2 inhibitor attenuated the protective effect of periostin on lipopolysaccharide-induced apoptosis.

結論:

リポポリサッカライドはペリオスチンの発現、ひいてはNrf2/HO-1経路を阻害することによりPDLFのアポトーシスを誘導することから、ペリオスチンは歯周炎の治療ターゲットとなる可能性があることが示唆された。

CONCLUSIONS: Lipopolysaccharide induced apoptosis in PDLFs by inhibiting periostin expression and thus Nrf2/HO-1 pathway, indicating that periostin could be a potential therapeutic target for periodontitis.