ヒト歯肉線維芽細胞におけるBCL-2およびBAXメッセンジャーRNAレベルの発現に対するインドシアニングリーン抗菌光熱/光力学療法の効果

The Effect of Indocyanine Green Antimicrobial Photothermal/Photodynamic Therapy on the Expression of BCL-2 and BAX Messenger RNA Levels in Human Gingival Fibroblast Cells.

• Maryam Pourhajibagher
• Samira Gharesi
• Nasim Chiniforush
• Abbas Bahador

抄録

背景:

インドシアニングリーン（ICG）を用いた抗菌性光熱・光力学療法（PTT/PDT）は、歯周炎治療の補助的治療法の一つである。本研究では、ICGを用いたPTT/PDTがヒト歯肉線維芽細胞（HGF）のアポトーシスによる細胞死を引き起こすかどうかを調べるために、アポトーシスの鍵となるイベントとしてBAXとBCL-2遺伝子の発現を評価した。

BACKGROUND: Antimicrobial photothermal/photodynamic therapy (PTT/PDT) with indocyanine green (ICG) is an adjuvant therapeutic approach in the treatment of periodontitis. To explore whether PTT/PDT with ICG causes cell death by apoptosis in human gingival fibroblast (HGF) cells, BAX and BCL-2 genes expression as key events for apoptosis were evaluated in this study.

材料・方法:

HGF細胞を以下の方法で処理しました。1）異なる濃度（500-2000μg/mL）のICG単独、2）39.06J/cm2のフルエンシーを有するダイオードレーザー照射単独、3）PTT/PDTと808nmダイオードレーザーを組み合わせた異なる濃度（500-2000μg/mL）のICGと39.06J/cm2のフルエンシーを有するダイオードレーザー照射、および4）コントロール（未処理細胞）で処理した。その後、BAXおよびBCL-2メッセンジャーRNAレベルをリアルタイム定量的逆転写PCRにより評価した。

MATERIALS AND METHODS: HGF cells were treated with: 1) different concentrations (500-2000 µg/mL) of ICG alone, 2) Diode laser irradiation alone with a fluency of 39.06 J/cm2; 3) PTT/PDT combined different concentrations (500-2000 µg/mL) of ICG with an 808 nm diode laser with a fluency of 39.06 J/cm2, and 4) controls (untreated cells). After that, BAX and BCL-2 messenger RNA levels were evaluated by real-time quantitative reverse transcription PCR.

結果:

500μg/mLのICGを用いたPTT/PDTは、BAX遺伝子の発現に有意な増加をもたらし、1500および2000μg/mLのICGを用いたPTT/PDTと比較して、それぞれ約7倍および8.5倍の増加を示し、HGF細胞におけるアポトーシスの誘導を示唆した。ICG（異なる試験濃度）、ダイオードレーザー、およびPTT/PDT with ICG（1500および2000μg/mLのICG）では、BAXの発現レベルが有意でない増加を示した（いずれもp>0.05）。我々の実験は、ICG、ダイオードレーザー、およびPTT/PDTをICG処理した後のBCL-2の発現において、取るに足らない増加(1.1〜1.6倍)を示した(すべてのp>0.05)。

RESULTS: PTT/PDT with 500 µg/mL of ICG caused significant increases in the expression of the BAX gene, with an 8.5-fold increase, which was approximately 7- and 8.5-fold higher than PTT/PDT with ICG for 1500 and 2000 µg/mL of ICG, respectively, indicating induction of apoptosis in HGF cells. ICG (in different test concentrations), diode laser, and PTT/PDT with ICG (1500 and 2000 µg/mL of ICG) treatment displayed insignificant increases in expression levels of BAX (all p>0.05). Our experiments showed an insignificant increase (1.1-1.6-fold) in the expression of BCL-2 after ICG, diode laser, and PTT/PDT with ICG treatment (all p>0.05).

結論:

本研究では、ヒト歯肉線維芽細胞(HGF)を用いて、アポトーシスの鍵となるBCL-2遺伝子とBAX遺伝子の発現を評価した。

CONCLUSIONS: This study suggests that various concentration of ICG can be the diverse expression of BAX responses to PTT/PDT on HGF cells.

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