歯周病細菌がマスト細胞と協調して歯ぐきのバリアを破壊することを発見

東北大学

 東北大学大学院歯学研究科の研究グループは、最も強力な歯周病原細菌「ポルフィロモナス・ジンジバリス」に感染すると、歯ぐきのマスト細胞から「インターロイキン-31」という炎症物質が産生されることを発見しました。

 さらに、このインターロイキン-31は、歯ぐきを維持する上皮細胞同士の粘膜バリアを破壊し、歯周病の悪化に関わることを発見しました。

歯周病とは

 歯周病は、歯周病関連細菌による感染症であり、ポルフィロモナス・ジンジバリスは歯周病の進行に大きく関わる最も強力な歯周病原細菌です。歯周病が進行すると歯の周りを構成する歯周組織が破壊され、歯が抜け落ちてしまいます。

 この歯周組織の破壊をもたらすのは、歯周病原細菌により引き起こされる慢性炎症であり、ポルフィロモナス・ジンジバリスは、歯周炎の慢性化に深く関わることが示唆されています。マスト細胞は、粘膜や皮膚に存在する免疫細胞の一種であり、粘膜での感染の防御に役立っています。しかしその一方で、関節リウマチなどの慢性炎症を特徴とする病気を、悪化させることが知られています。

 歯周病に罹患すると、炎症を起こしている歯周組織にマスト細胞が集積することは示されていましたが、マスト細胞が歯周病の進行にどのように関わっているかはこれまで明らかにされていませんでした。

歯周炎のマウスモデルを用いた研究の概要

 そこで本研究グループは、ポルフィロモナス・ジンジバリスによる歯周炎マウスモデルを用いた実験を行い、口腔にポルフィロモナス・ジンジバリスを感染させると、歯肉のインターロイキン-31mRNA発現が、著明に亢進することを発見しました。

 それに対して、マスト細胞欠損マウスでは、ポルフィロモナス・ジンジバリス感染による歯肉のIL-31mRNA発現に変化はみられなかったことから、ポルフィロモナス・ジンジバリスによる歯肉のIL-31発現上昇には、マスト細胞が関わる可能性が示唆されました。

 次に、ポルフィロモナス・ジンジバリスの感染により、マスト細胞からIL-31が産生されるメカニズムについて、ヒトマスト細胞株にポルフィロモナス・ジンジバリスW83株を感染させて検討したところ、著明にIL-31が産生されることを発見しました。

 ポルフィロモナス・ジンジバリスは、システインプロテアーゼであるジンジパインを産生することで、宿主細胞に多様な病原性を示すことが明らかにされています。

ジンジパインとマスト細胞のIL-31の関係性

 そこでポルフィロモナス・ジンジバリスによる、マスト細胞のIL-31産生誘導が、ジンジパインにより担われる可能性を検討しました。

 ジンジパインを欠損する、ポルフィロモナス・ジンジバリスを用いて検討したところ、マスト細胞のIL-31産生は完全に消失したことから、ポルフィロモナス・ジンジバリスが産生するジンジパインが、マスト細胞のIL-31産生を誘導することが明らかになりました。

 口腔の粘膜は、上皮細胞による角質層と、タイトジャンクションの二つのバリアによって、病原微生物の侵入を阻止しており、クローディン-1は、歯肉におけるタイトジャンクションを構成する重要な役割を担っています。

 今回本研究グループが、ポルフィロモナス・ジンジバリスの感染により、マスト細胞から産生されたIL-31は、歯肉上皮細胞のクローディン-1発現を抑制させることを見出しました。

今後の予防・治療法の発展に期待

 本研究の成果から、歯周病原細菌ポルフィロモナス・ジンジバリスはマスト細胞からIL-31産生を誘導し、歯肉上皮細胞のクローディン-1発現を抑制させることで、歯肉の粘膜バリア構築を阻害することを明らかにしました。

 この歯肉粘膜バリアの破綻は、歯周炎の慢性化に関わる可能性が想定されます。

 歯周病における慢性炎症は、歯の喪失の原因となることから、慢性炎症のコントロールを目的とした予防・治療法の開発が期待されます。