Porphyromonas gingivalisは、ヒト肥満細胞によるインターロイキン-31の産生を誘導し、その結果、歯肉上皮のバリアーが機能不全に陥る

Porphyromonas gingivalis induces the production of interleukin-31 by human mast cells, resulting in dysfunction of the gingival epithelial barrier.

• Hiroyuki Tada
• Takashi Nishioka
• Aya Takase
• Kento Numazaki
• Kanan Bando
• Kenji Matsushita

抄録

インターロイキン（IL）-31は、粘膜組織や皮膚の自然免疫に重要な役割を果たしており、IL-31の発現増加は、皮膚、気道、肺、腸などの慢性炎症性疾患の病因に関与している。我々は、歯周病菌Porphyromonas gingivalisの感染後のIL-31産生誘導にマスト細胞がどのように関与しているかを調べた。その結果、P.gingivalisの経口感染により、野生型マウスの歯肉組織ではIL-31の発現が増加したが、マスト細胞欠損マウスでは増加しなかった。P.gingivalisによるヒト肥満細胞のIL-31産生は、JNKおよびNF-κBシグナル伝達経路の活性化を介して起こり、P.gingivalisのリジン特異的プロテアーゼ gingipain-Kに依存していた。P.gingivalisの感染は，ヒト歯肉上皮細胞においてIL-31受容体αおよびオンコスタチンM受容体βの発現を誘導した。特に、P.gingivalisによって誘発されたマスト細胞によるIL-31の産生は、歯肉上皮細胞のタイトジャンクション分子であるclaudin-1のダウンレギュレーションを引き起こし、IL-31依存的に歯肉上皮バリアの傍細胞透過性を増加させた。これらの結果から、P.gingivalisの感染に反応してマスト細胞が産生するIL-31は、歯肉上皮バリアーの機能障害を引き起こし、歯周炎で観察される慢性的な炎症の一因となることが示唆された。

Interleukin (IL)-31 is important for innate immunity in mucosal tissues and skin, and increased IL-31 expression participates in the pathogenesis of chronic inflammatory diseases affecting the skin, airways, lungs, and intestines. We investigated the contribution of mast cells to the induction of IL-31 production following infection with the periodontal pathogen, Porphyromonas gingivalis. We found that oral infection with P. gingivalis increased IL-31 expression in the gingival tissues of wild-type mice but not in those of mast cell-deficient mice. The P. gingivalis-induced IL-31 production by human mast cells occurred through the activation of the JNK and NF-κB signalling pathways and was dependent on the P. gingivalis lysine-specific protease gingipain-K. P. gingivalis infection induced IL-31 receptor α and oncostatin M receptor β expression in human gingival epithelial cells. Notably, the P. gingivalis-induced IL-31 production by mast cells led to the downregulation of claudin-1, a tight junction molecule, in gingival epithelial cells, resulting in an IL-31-dependent increase in the paracellular permeability of the gingival epithelial barrier. These findings suggest that IL-31 produced by mast cells in response to P. gingivalis infection causes gingival epithelial barrier dysfunction, which may contribute to the chronic inflammation observed in periodontitis.

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