健康な歯肉のトランスクリプトームパターンに対する性・年齢の影響

Sex and Age Effects on Healthy Gingival Transcriptomic Patterns.

抄録

多くの慢性炎症性疾患は、性別、年齢、人種・民族などの人口統計学的な関連性を示す。歯周炎は、加齢や男性で増加することが分かっている。本研究では、歯周炎のヒト類似モデルに相当する非ヒト霊長類を用い、性・年齢で層別した歯肉のトランスクリプトームを検討した。健康な歯周組織を持つ4つの年齢層（若年（3歳未満）、思春期（3～7歳）、成人（12～15歳）、高齢（17歳以上）の36名を用い、健康な歯肉組織における遺伝子発現を特徴付けた。遺伝子発現は、プロービング時出血（BOP）およびプロービングポケット深度（PPD）の臨床指標と比較された。その結果、年齢とともに増加するアップレギュレートおよびダウンレギュレート遺伝子の数に性差があることが示された。一般に雌は宿主の免疫炎症反応に関連する遺伝子の発現が上昇し、雄は組織構造遺伝子の発現が上昇することが示された。BOPおよびPPDとの遺伝子発現相関は、男女間でほとんど重ならないが、雄はBOPおよびPPDの両方の臨床的特徴と相関する遺伝子でかなりの重なりを示した。男女間で有意に異なる遺伝子のクラスター解析では、若年および思春期の動物で明確な性・年齢差別が見られた。高齢群では、年齢群に関係なく、性別によって遺伝子が優位にクラスター化した。パスウェイ解析の結果、有意な遺伝子発現パターンは、青年期と成人期の動物ではかなり類似していたが、若年層と高齢層のサンプルではかなり区別されていることが確認された。この結果から、歯肉組織の生物学において、年齢に影響され、青年期の動物でも観察される、性差に関連した実質的な変異が確認されました。このことは、性差に関連した歯肉組織の「プログラミング」が人生のかなり早い時期に起こり、将来の歯周炎リスクの変動を予見することができることを示唆している。

Many chronic inflammatory diseases demonstrate demographic associations such as sex, age, and race-ethnicity. Periodontitis has been found to be increased with age and in males. This study used nonhuman primates representing a human-like model for periodontitis and examined the gingival transcriptome stratified on sex and age. Thirty-six in 4 age groups-young (<3 y), adolescent (3-7 y), adult (12-15 y), and aged (>17 y)-with a healthy periodontium were used to characterize gene expression in healthy gingival tissues. Gene expression was compared to clinical measures of bleeding on probing (BOP) and probing pocket depth (PPD). The results demonstrated sex differences in number of up- and downregulated genes that increased with age. Female animals generally showed elevated expression of genes related to host immunoinflammatory responses, and males showed increased expression of tissue structural genes. Gene expression correlations with BOP and/or PPD showed minimal overlap between the sexes, while male animals demonstrated substantial overlap in genes that correlated with both BOP and PPD clinical features. A cluster analysis of genes significantly different between sexes showed a clear sex and age discrimination in the young and adolescent animals. In the older groups, the genes clustered predominately by sex, irrespective of age group. A pathway analysis identified that significant gene expression patterns were quite similar in adolescent and adult animals, while the young and aged samples were quite distinct. The results confirmed substantial sex related variations in gingival tissue biology that were affected by age and observed even in adolescent animals. This suggests that "programming" of the gingival tissues related to sex can occur rather early in life and presage variations in future risk for periodontitis.