Molecular mechanism of host cell response disruption and periodontal tissue destruction by proteases produced by periodontal bacteria

牙周细菌产生的蛋白酶破坏宿主细胞反应和破坏牙周组织的分子机制

• 批准号: 21K09842
• 负责人: 中山 真彰
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09842/
• 关键词: 歯周病細菌; 歯周炎; ジンジパイン; 炎症メディエーター; 細胞内カルシウム; 病原因子; 炎症

本研究の目的は，「歯周病原細菌と宿主細胞間で起こる感染現象の分子基盤を細胞・分子生物学的アプローチにより構築し，歯周病菌が産生する病原性プロテ アーゼの機能解析を行ない、歯周病の発症機序を解明する」ことである。本申請研究では歯周病細菌の感染による歯周病発症と病態形成機序を解明するために、 歯周病細菌Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)が産生する病原因子であるプロテアーゼ「ジンジパイン」に着目し、宿主細胞の主要なシグナル伝達経路 の撹乱機構を中心に分子解析を行なう。これまでの研究では、歯周病の発症におけるジンジパインの役割を調べるために、ジンジパイン完全欠損株とその野生株 を用いた感染実験による比較解析を行ない、歯周組織の炎症で発現がみられるCOX-2やPGE2の産生について調べた。P. gingivalisのLPSや線毛がCOX-2発現や PGE2産生に関与することは知られていたが、ジンジパインが発現誘導に関わる因子であることは報告がなかった。我々の結果から、本菌が産生するジンジパイン はLPSや線毛よりも強くCOX-2発現やPGE2産生を誘導することを明らかにした。またジンジパインによるCOX-2発現の分子機序について宿主細胞応答を調べたとこ ろ、ERKとIKKの2つのシグナル伝達経路の活性化とそれぞれ転写因子c-Jun/c-FosとNF-kBp65の活性化が重要であることを示し、さらには細胞内カルシウムの重要性とカルシウムチャネルTRPCファミリーの関与を明らかにした。今後は、COX-2発現と PGE2産生に繋がる上流因子の分子解析を行ない、ジンジパインが作用する細胞膜上の入り口となる因子の解析を行な う。

The aim of this study was to construct molecular basis for infection between host cells and periodontal pathogens, to elucidate the mechanism of periodontal disease, and to elucidate the functional analysis of pathogenic bacteria. The present application studies the molecular analysis of the pathogenesis of peridental disease and pathogenesis of infection by peridental bacteria Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), the production of pathogenic factors, and the disruption of host cell pathways. This study was conducted to investigate the regulation of COX-2 and PGE2 production in the development of periodontal disease by comparative analysis of infection in completely deficient and wild plants. P. genivalis LPS gene expression COX-2 and PGE-2 gene expression are related to the expression of PGE-2 gene. As a result, the bacteria produced LPS and PGE2. The molecular mechanism for COX-2 expression regulates host cell responses, ERK and IKK activation and activation of the COX-2 pathway. The importance of activation of the COX-2 pathway in the intracellular response and TRPC activation is also discussed. In the future, COX-2 expression and PGE2 production are related to the molecular analysis of upstream factors, and the analysis of upstream factors on cell membranes is related to the role of COX-2 expression and PGE2 production.

项目成果

Lautropia mirabilisの分離・培養および検出法の確立と分離株の薬剤感受性に関する解析

奇异果分离、培养、检测方法的建立及分离菌株药敏分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 柳澤嵩大;石井正和;高橋まなみ;村上寿理;西村正宏;栗原俊英;佐藤あやめ，中山真彰，藤井伸治，松岡賢市，前田嘉信，和田崇之，曽我賢彦，大原直也
• 通讯作者: 佐藤あやめ，中山真彰，藤井伸治，松岡賢市，前田嘉信，和田崇之，曽我賢彦，大原直也

The molecular mechanism of Porphyromonas gingivalis gingipains-induced COX-2 expression via the calcium channels

牙龈卟啉单胞菌牙龈蛋白酶通过钙通道诱导COX-2表达的分子机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 中山 真彰;内藤 真理子;中山 浩次;大原 直也
• 通讯作者: 大原 直也

Porphyromonas gingivalis Gingipains Induce Cyclooxygenase-2 Expression and Prostaglandin E2 Production via ERK1/2-Activated AP-1 (c-Jun/c-Fos) and IKK/NF-κB p65 Cascades

• DOI: 10.4049/jimmunol.2100866
• 发表时间: 2022-03-01
• 期刊: JOURNAL OF IMMUNOLOGY
• 影响因子: 4.4
• 作者: Nakayama, Masaaki;Naito, Mariko;Ohara, Naoya
• 通讯作者: Ohara, Naoya

The Fungal Metabolite (+)-Terrein Abrogates Ovariectomy-Induced Bone Loss and Receptor Activator of Nuclear Factor-κB Ligand-Induced Osteoclastogenesis by Suppressing Protein Kinase-C α/βII Phosphorylation.

真菌代谢产物（+） - 畸胎素通过抑制蛋白激酶-Cα/βIII磷酸化来消除核因子-κB配体诱导的骨造成骨质质发生的骨损失和受体激活剂。

• DOI: 10.3389/fphar.2021.674366
• 发表时间: 2021
• 期刊: Frontiers in pharmacology
• 影响因子: 5.6
• 作者: Sakaida K;Omori K;Nakayama M;Mandai H;Nakagawa S;Sako H;Kamei C;Yamamoto S;Kobayashi H;Ishii S;Ono M;Ibaragi S;Yamashiro K;Yamamoto T;Suga S;Takashiba S
• 通讯作者: Takashiba S

カルシウムチャネルを介したPorphyromonas gingivalis ジンジパインによるCOX-2発現の分子機序

牙龈卟啉单胞菌通过钙通道表达COX-2的分子机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 中山 真彰;内藤 真理子;中山 浩次;大原 直也
• 通讯作者: 大原 直也