歯髄の炎症におけるマクロファージの分化を制御する線維芽細胞

Fibroblasts Control Macrophage Differentiation during Pulp Inflammation.

抄録

序論:

歯髄の炎症時には、リクルートされたマクロファージは、炎症を起こすM1と炎症を起こさないM2の2つの表現型に分化する。歯髄の線維芽細胞は、サイトカインや成長因子の分泌を介して歯髄の炎症を制御することが示されている。我々は、むし歯の損傷時に歯髄線維芽細胞がマクロファージと相互作用し、その分化を調節しているのではないかと考えた。

INTRODUCTION: During pulp inflammation, recruited macrophages can differentiate into 2 phenotypes: proinflammatory M1 and anti-inflammatory M2. Pulp fibroblasts have previously been shown to regulate pulp inflammation via cytokine and growth factor secretion. We hypothesized that upon carious injury, pulp fibroblasts interact with macrophages and modulate their differentiation.

実験方法:

培養した歯髄線維芽細胞に物理的な損傷を与え，リポタイコ酸（LTA）とともにインキュベートすることで，むし歯病変の根底にある歯髄環境を模倣した。また，周囲の歯髄組織を模擬して，培養した線維芽細胞にLTAを含まない物理的損傷を与えた。線維芽細胞の上清を回収し，未分化マクロファージに添加して，サイトカインの分泌プロファイルと貪食能を調べることにより，M1またはM2の表現型への分化を検討した。また，健康な歯とむし歯になった歯の切片を用いて組織学的染色と免疫蛍光法を行い，2つのマクロファージの表現型を明らかにした。

METHODS: Cultures of pulp fibroblasts were physically injured and incubated with lipoteichoic acid (LTA) to mimic the pulp environment underlying a carious lesion. Physical injuries without LTA were performed on cultured fibroblasts to simulate the surrounding pulp tissue. Fibroblast supernatants were collected and added to undifferentiated macrophages to study their differentiation into M1 or M2 phenotypes by investigating cytokine secretion profiles and phagocytosis capacity. Histologic staining and immunofluorescence were performed on healthy and carious human tooth sections to localize the 2 macrophage phenotypes.

結果:

LTAで刺激された線維芽細胞は，マクロファージをM1表現型に分化させ，腫瘍壊死因子αの分泌量と貪食能を有意に増加させた。一方，LTAを添加していない線維芽細胞を傷害すると，インターロイキン10の分泌量が有意に増加し，貪食能が低下してM2型に分化した。う蝕歯では、M1マクロファージは主にう蝕の下にある歯髄部で検出されたが、M2マクロファージは末梢の炎症部で検出された。

RESULTS: LTA-stimulated fibroblasts induced macrophage differentiation into the M1 phenotype with a significant increase both in tumor necrosis factor alpha secretion and phagocytosis capacity. By contrast, injured fibroblasts without LTA led to M2 differentiation with a significant increase in interleukin 10 secretion and low phagocytosis capacity. In carious teeth, M1 macrophages were detected mainly in the pulp zone underlying caries, whereas M2 macrophages were detected in the peripheral inflammatory zone.

結論:

線維芽細胞はマクロファージを炎症性のM1に分化させ、細菌の貪食能力を高め、むし歯の前歯での感染を抑制した。炎症領域の周辺に位置する線維芽細胞は、抗炎症性のM2にマクロファージを分化させた。この2つの表現型の絶妙なバランスが、治癒プロセスを開始するための必須条件であると考えられる。

CONCLUSIONS: Fibroblasts induced macrophage differentiation to proinflammatory M1 with high bacteria phagocytosis capacity to control infection at the carious front. Fibroblasts located at the periphery of the inflammatory zone induced macrophage differentiation to anti-inflammatory M2. The fine balance between the 2 phenotypes may represent a prerequisite for initiating the healing process.