高脂肪食のディスバイオティクスによる歯肉血流低下のメカニズム

High Fat Diet Dysbiotic Mechanism of Decreased Gingival Blood Flow.

• Dragana Stanisic
• Nevena Jeremic
• Suravi Majumder
• Sathnur Pushpakumar
• Akash George
• Mahavir Singh
• Suresh C Tyagi

抄録

腸内マイクロバイオームは、人間の健康に非常に重要な役割を果たしており、数多くの疾患の発症に影響を与えることが知られている。本研究では、高脂肪食（HFD）が、ディスバイオシスの発症、歯肉血流の減少、歯周マトリックスのリモデリングに及ぼす影響を調べた。高脂肪食（HFD）を摂取した後、プロバイオティクス（GG）を摂取したモデルを12週間飼育しました。マウスを犠牲にする24時間前に糞便サンプルを採取し、その後、短鎖脂肪酸（SCFA）分析、DNA抽出、メタゲノム解析のためのシークエンスを行った。動物を犠牲にした後、歯周組織を採取し、包括的な形態学的および遺伝学的分析を行った。HFDは、SCFAや歯肉血流を減少させる一方で、リポポリサッカライド（LPS）結合タンパク質、TLR4、炎症性サイトカイン（TNF-α、IL-1β、IL-6）、マトリックスメタロプロテアーゼ（MMP-2、MMP-9）の発現を増加させ、さらに骨吸収マーカー（OPG、RANKL）を変化させた。しかし、LGGを投与すると、これらの影響は緩和された。このように、HFDは分子リモデリングの炎症、マトリックスの分解、機能的リモデリングを増加させ、その結果、歯肉の血流低下を引き起こすことが観察された。これらの変化は、歯槽骨の減少と歯周病の発症につながると考えられる。

The gut microbiome has a very important role in human health and its influence on the development of numerous diseases is well known. In this study, we investigated the effect of high fat diet (HFD) on the onset of dysbiosis, gingival blood flow decreases, and the periodontal matrix remodeling. We established a dysbiosis model (HFD group) and probiotic model by GG (LGG) treatment for 12weeks. Fecal samples were collected 24h before mice sacrificing, while short chain fatty acids (SCFA) analysis, DNA extraction, and sequencing for metagenomic analysis were performed afterwards. After sacrificing the animals, we collected periodontal tissues and conducted comprehensive morphological and genetic analyses. While HFD reduced , SCFA, and gingival blood flow, this type of diet increased , lipopolysaccharide (LPS) binding protein, TLR4, pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β, and IL-6), matrix metalloproteinases (MMP-2 and MMP-9) expression, and also altered markers of bone resorption (OPG and RANKL). However, LGG treatment mitigated these effects. Thus, it was observed that HFD increased molecular remodeling inflammation, matrix degradation, and functional remodeling and consequently cause reduced gingival blood flow. All of these changes may lead to the alveolar bone loss and the development of periodontal disease.

Copyright © 2021 Stanisic, Jeremic, Majumder, Pushpakumar, George, Singh and Tyagi.