Porphyromonas gingivalisシステインプロテアーゼ(ジンジパイン)によるヒト歯肉線維芽細胞のCD14分解とLPS低応答性

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  • Cleavage of CD14 on Human Gingival Fibroblasts by Cysteine Proteinases (Gingipains) from Porphyromonas gingivalis Leads to Lipopolysaccharide Hyporesponsiveness

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抄録

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Porphyromonas gingivalisは,成大性歯周炎の発症に係わる主要な病原菌と目されている。本研究では,歯周組織における自然免疫機構と同菌の産生するシステインプロテアーゼ(ジンジパイン)の関わりについて,種々の菌体成分のパターン認識レセプターであるCD14に着目して検討した。まず, P.gingivalis W83とATCC33277の培養上清でヒ卜歯肉線維芽細胞を処理し,同細胞のCD14分子発現をフローサイトメトリーで測定したところ,濃度依存的にCD14分子発現は減少した。各種プロテアーゼインヒビターで阻害実験を行ったところ,主としてジンジパインーR(Rgps)が同作用を担っていることが明らかとなった。さらに, 3種の精製ジンジバインをヒト歯肉線椎芽細胞に作用させると,高分子量型のRgp(HRgpA)が最も強力にCD14分子発現を減少させた。すなわち, 0.3μM HRgpAで30分間処理することによりCD14分子はほぼ完全に消失した。一方, Toll-like receptor4を含む他の抗原の発現には変化はみられなかった。細胞膜画分を供試した成績から,ジンジパインはCD14をタンパク分解していることが示唆された。さらにHRgpAで処理したヒ卜歯肉線推芽細胞は,CD14依存的な細胞応答を喪失し,内毒素性リボ多糖刺激に応じたIL-8産生が著しく抑制された。これらの成績は,P.gingivalisのジンジパインがヒト歯肉線維芽細胞のCD14を特異的に分解して,CD14依存的免疫応答を喪失させることによって,同菌が宿主の自然免疫機構をエスケープする可能性を提示している。

Porphyromonas gingivalis is a major cause of adult periodontitis. To determine the effect of this pathogen on innate immunity in periodontal tissue, we examined the effect of cell-free culture supernatants of P. gingivalis W83 and ATCC 33277 on the expression of CD14, a pattern recognition receptor for many bacterial components, on human gingival fibroblasts (HGF). CD14 expression was assessed by flow cytometry. We found that the supernatants markedly reduced the CD14 expression in a dose-dependent manner. Studies using various proteinase inhibitors showed that decreased expression was caused mainly by arginine-specific cysteine proteinases, gingipains-R (Rgps). Analysis with purified gingipains revealed that a high molecular weight form of Rgp (HRgpA) efficiently reduced CD14 on HGF in time- and dose-dependent manners, with nearly complete elimination at 0.3μM HRgpA for 30 min. Other molecules, including Toll-like receptor 4, were only slightly affected. Immunoblot analysis showed that this reduction in CD14 resulted from direct proteolysis. Furthermore, interleukin-8 production by HGF after HRgpA treatment was suppressed when triggered by 10 ng/ml of lipopolysaccharide but not by phorbol myristate acetate, indicating that Rgps inhibited CD14-dependent cell activation. These findings suggest that Rgps preferentially cleave CD14 on HGF and are involved in immune evasion by bacteria in periodontal tissue.

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