歯周病と歯周病菌が産生する酪酸との関係について

Relationship between periodontal disease and butyric acid produced by periodontopathic bacteria.

抄録

背景:

歯周病菌などは、代謝物として大量の酪酸を産生する。酪酸は、消化管の炎症性疾患に対する抗炎症作用が報告されているが、口腔内の歯周病の進行に寄与していることが示唆されている。歯周炎患者の歯周組織中の酪酸濃度は、歯周病状態の進行に伴い増加することが報告されている。しかし、歯周病の進行に対する酪酸の影響についてはよくわかっていない。

Background: Periodontopathic bacteria such as produce a large amount of butyric acid as a metabolite. Though butyric acid has been reported to have an anti-inflammatory effect on inflammatory diseases in the gastrointestinal tract, it has been suggested to contribute to the progression of periodontal disease in the oral cavity. The concentration of butyric acid in periodontal tissue of patients with periodontitis patients is reported to increase with the progress of the periodontal disease state. However, the influence of butyric acid on periodontal disease progression is not well known.

主な内容:

今回の総説では、これまでに報告された知見と、新たに得られた知見に関して、酪酸と歯周病の関係を考えてみました[Shirasugi M et al. Biochem Biophys Res Commun, 2017]。私たちは、歯周組織の主要構成要素である正常ヒト歯肉線維芽細胞に対する酪酸の影響を解析することで、酪酸と歯周病の関係を検討しました。その結果，歯肉線維芽細胞は，酪酸に長期間さらされることで，外因性および内因性経路を介して細胞死およびアポトーシスを起こすことが確認された。さらに、酪酸で処理した歯肉線維芽細胞が産生するTNF-αが、外因性のアポトーシス誘導に重要な役割を果たしていることを示した。

Main text: In this review, we have considered the relationship between butyric acid and periodontal disease with respect to the findings reported till date and the knowledge we newly obtained [Shirasugi M et al. Biochem Biophys Res Commun, 2017]. We have studied the relationship between butyric acid and periodontal disease by analyzing the effect of butyric acid on normal human gingival fibroblasts, which are a major component of periodontal tissue. We observed that gingival fibroblasts underwent cytostasis and apoptosis via extrinsic and intrinsic pathways upon long-term exposure to butyric acid. In addition, we showed that TNF-α produced by gingival fibroblasts treated with butyric acid plays an important role in inducing exogenous apoptosis.

結論:

歯周病菌が産生する酪酸は、歯周病の病態の進行を促進する可能性がある。酪酸はHDAC阻害剤として作用することが知られている。このように、歯肉線維芽細胞に対する酪酸の影響をエピジェネティックに解析することで、歯周病の病態を解明し、歯周病治療の新たなターゲットの発見を促進することができると考えている。

Conclusion: Butyric acid produced by periodontopathic bacteria may promote progress of the periodontal disease state. Butyric acid is known to act as an HDAC inhibitor. Thus, we believe that advanced epigenetic analysis of the effects of butyric acid on gingival fibroblasts will help elucidate the periodontal disease pathology and facilitate discovery of new targets for periodontal disease treatment.