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ヒト歯根膜細胞の高グルコースによって誘導されるアポトーシスを媒介するmicroRNA221および222の発現低下
Lowered Expression of MicroRNAs 221 and 222 Mediate Apoptosis Induced by High Glucose in Human Periodontal Ligament Cells.
PMID: 32681442 DOI: 10.1007/s12013-020-00932-3.
抄録
歯周治癒の障害は糖尿病（DM）の一般的な合併症であり、高血糖に関連していることが多い。マイクロRNA 221と222は、糖尿病を含む炎症性疾患のバイオマーカーとして研究されてきたが、歯根膜（PL）における役割は不明である。ヒトPL細胞死に対する高グルコースの影響、およびDMによって潜在的に修飾されているmicroRNA-221およびmicroRNA-222の発現を調べた。若いヒトの前臼歯から細胞を採取し、異なるグルコース濃度（5mMまたは30mM）の下で7日間培養した。MicroRNAs-221/222の発現をリアルタイムRT-PCRで、アポトーシスをTUNELアッセイで評価した。カスパーゼ-3の発現はウエスタンブロッティングと免疫細胞化学で調べた。高グルコースはアポトーシスとカスパーゼ-3タンパク質発現を約3倍増加させた。microRNA-221とmicroRNA-222の発現は高グルコース下で40%近く減少した。また、microRNA-221およびmicroRNA-222をantagomiRsを用いて阻害すると、アポトーシスが2〜3倍に増加し、これらのmicroRNAの有効な標的であるカスパーゼ-3の発現が50％増加した。また、高グルコース細胞でmiRを用いて両microRNAを過剰発現させても、アポトーシスには影響を与えなかったが、カスパーゼ-3の発現は30％増加した。以上のことから、高グルコースは、microRNA-221、microRNA-222 の発現を低下させ、カスパーゼ-3 の発現を上昇させることで、ヒトPL 細胞のアポトーシスを誘導する可能性があることが示唆された。
Impaired periodontal healing is a common complication of diabetes mellitus (DM), frequently related to hyperglycemia. MicroRNAs 221 and 222 have been studied as biomarkers for inflammatory diseases, including diabetes, but their role in the periodontal ligament (PL) is unknown. The effects of high glucose on human PL cells death were studied, as well as the expression of microRNA-221 and microRNA-222, potentially modulated by DM. Cells were obtained from the premolar teeth of young humans and cultured for 7 days under different glucose concentrations (5 or 30 mM). MicroRNAs-221/222 expressions were evaluated by real-time RT-PCR and apoptosis by TUNEL assays. Caspase-3 expression was studied by western blotting and immunocytochemistry. High glucose increased apoptosis and caspase-3 protein expression by about 3×. MicroRNA-221 and microRNA-222 expressions decreased by nearly 40% under high glucose. MicroRNA-221 and microRNA-222 inhibition using antagomiRs increased apoptosis by 2-3×, while the expression of caspase-3, a validated target for these microRNAs, was increased by 50%. The overexpression of both microRNAs using miR mimics in high glucose cells did no effect on apoptosis but increased caspase-3 expression by 30%. In conclusion, high glucose induces apoptosis of human PL cells potentially through a reduction of microRNA-221 and microRNA-222 expression and elevation of caspase-3.