ヒトの口腔潤滑におけるMUC1ムチンの役割を、トライボロジーin vitro研究によって探る

Exploring the role of the MUC1 mucin in human oral lubrication by tribological in vitro studies.

抄録

口腔内では、粘膜ペリクル（MP）として知られる有機層が口腔上皮の表面に付着し、口腔組織の潤滑と保護に極めて重要な役割を果たしている。MPの形成は、口腔上皮に存在するMUC1として知られる膜貫通型ムチンと、唾液分泌型ムチンであるMUC5BおよびMUC7との相互作用によって駆動される。本研究は、MUC1の機能とその構造がMPの潤滑特性に及ぼす影響を調べることを目的とした。我々は、in vitroトライボロジー研究を実施した4つの異なる口腔上皮モデルに基づき、口腔潤滑を研究する新しい方法論を提案した。これらのモデルは様々な形態のMUC1を発現しており、それぞれがムチンを構成する明確なドメインのいずれかを有していた。機械的パラメータは、潤滑効率、ひいては口腔潤滑においてMUC1が果たす役割の指標として用いられた。トライボロジー試験の結果、完全なMUC1が存在すると潤滑が促進されることが明らかになった。さらに、MUC1タンパク質の構造が潤滑を促進した。結論として、我々の上皮モデルを用いた機械的試験により、MUC1がMPの形成を促進することにより、上皮の潤滑に積極的に関与していることが示された。

In the context of the oral cavity, an organic layer known as the mucosal pellicle (MP) adheres to the surface of the oral epithelium, playing a pivotal role in lubricating and safeguarding oral tissues. The formation of the MP is driven by interactions between a transmembrane mucin known as MUC1, located on the oral epithelium, and salivary secreted mucin, namely MUC5B and MUC7. This study aimed to investigate the function of MUC1 and the influence of its structure on MP lubrication properties. We proposed a novel methodology to study oral lubrication based on four different models of oral epithelium on which we conducted in vitro tribological studies. These models expressed varying forms of MUC1, each possessing on of the distinct domain constituting the mucin. Mechanical parameters were used as indicators of lubrication efficiency and, consequently, of the role played by MUC1 in oral lubrication. The results from the tribological tests revealed that the presence of full MUC1 resulted in enhanced lubrication. Furthermore, the structure of MUC1 protein drive the lubrication. In conclusion, the mechanical tests conducted on our epithelium models demonstrated that MUC1 actively participates in epithelium lubrication by facilitating the formation of the MP.