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マウスのリガチャー歯周炎のRNAシークエンスにより、S100A8とS100A9が歯周組織破壊に重要な役割を果たしていることが明らかになった
RNA sequencing for ligature induced periodontitis in mice revealed important role of S100A8 and S100A9 for periodontal destruction.
PMID: 31605018 PMCID: PMC6789140. DOI: 10.1038/s41598-019-50959-7.
抄録
歯周炎は、病原性口腔微生物が歯周組織の破壊を誘導する炎症性疾患である。我々は、マウスのリガチャー誘発歯周炎を用いて、関連する差異発現遺伝子（DEG）を同定し、歯槽骨の急速な喪失のメカニズムを明らかにしようとした。9週齢のC57BL/6J雄マウスの上顎左第二大臼歯にシルクリガチャーを結んだ。in-vivo micro-CT解析の結果、結紮により骨量が減少していることが明らかになった。ライゲーション3日後の宿主応答を調べるためのRNAシーケンス解析では、マップされた100万回分のリード≧1のエキソンの1キロベースあたりのフラグメントを持つ12,853の遺伝子と78のDEGが検出されました。遺伝子オントロジー用語エンリッチメント解析の結果、好中球の走化性と炎症反応に関連する発現プロファイルがライゲーションした歯肉で有意に濃縮されていることが明らかになった。S100a8とS100a9を含む自然免疫応答関連遺伝子の発現レベルは、結紮側で有意に高かった。S100A8は結紮部位の付着上皮で免疫組織化学的に強く検出された。S100A8およびS100A9の発現を阻害することで、Ca9-22細胞におけるIL1BおよびCTSKの発現を調節していることが明らかになった。このように、自然免疫応答に関連する分子は、リガチャー誘発性歯周炎における歯周組織の破裂破壊に関与している可能性があると考えられた。特に、S100A8とS100A9は歯槽骨吸収に重要な役割を果たしている可能性がある。
Periodontitis is an inflammatory disease caused by pathogenic oral microorganisms that induce the destruction of periodontal tissue. We sought to identify the relevant differentially expressed genes (DEGs) and clarify the mechanism underlying the rapid alveolar bone loss by using ligature-induced periodontitis in mice. A silk ligature was tied around the maxillary left second molar in 9-week-old C57BL/6 J male mice. In-vivo micro-CT analysis revealed that ligation induced severe bone loss. RNA-sequencing analysis, to examine host responses at 3 days post-ligation, detected 12,853 genes with fragments per kilobase of exon per million mapped reads ≥ 1, and 78 DEGs. Gene ontology term enrichment analysis revealed the expression profiles related to neutrophil chemotaxis and inflammatory responses were significantly enriched in the ligated gingiva. The expression levels of innate immune response-related genes, including S100a8 and S100a9, were significantly higher in the ligated side. S100A8 was strongly detected by immunohistochemistry at the attached epithelium in ligated sites. Inhibition of S100A8 and S100A9 expression revealed that they regulated IL1B and CTSK expression in Ca9-22 cells. Thus, innate immune response-related molecules might be associated with the burst-destruction of periodontal tissue in ligature-induced periodontitis. Especially, S100A8 and S100A9 may play an important role in alveolar bone resorption.