Porphyromonas gingivalisは、IL9を産生するCD4 T細胞を介して腸内細菌叢を変化させ、上皮バリア機能を破壊することにより、間接的に腸の炎症を誘発する

Porphyromonas gingivalis indirectly elicits intestinal inflammation by altering the gut microbiota and disrupting epithelial barrier function through IL9-producing CD4 T cells.

抄録

背景:

最近の疫学調査では、炎症性腸疾患が歯周病と関連していることが示されている。口腔-腸内細菌叢軸は、この2つの疾患を交差させる潜在的なメカニズムである。Porphyromonas gingivalisは、現在、歯周病の病因と疾患の進行に関与する重要な口腔病原体と考えられている。最近の研究では、P. gingivalisを経口摂取すると腸炎を引き起こすことが示されている。しかし、P. gingivalisを介した腸管炎症の分子的背景については、まだ解明されていない。

BACKGROUND: Recent epidemiological studies have shown that inflammatory bowel disease is associated with periodontal disease. The oral-gut microbiota axis is a potential mechanism intersecting the two diseases. Porphyromonas gingivalis is currently considered a keystone oral pathogen involved in periodontal disease pathogenesis and disease progression. Recent studies have shown that oral ingestion of P. gingivalis leads to intestinal inflammation. However, the molecular underpinnings of P. gingivalis-mediated gut inflammation have remained elusive.

結果:

本研究では、P. gingivalisを経口投与すると、下部消化管にP. gingivalisが存在しないにもかかわらず、実際に回腸の炎症と腸内細菌叢の変化が起こり、細菌のα多様性が著しく低下することを示した。抗生物質を投与したマウスモデルを用いて、腸内細菌叢移植実験を行い、P. gingivalisによる腸内細菌叢の異変が腸の病状を再現するのに十分であることを示した。さらに、小腸のlamina propriaのIL9 CD4 T細胞が大幅に増加していることを確認したが、これは細菌および真菌のα多様性の両方と負の相関があり、P. gingivalisが媒介する腸の炎症は、その後の腸内細菌の多様性の喪失に起因する可能性があることを示している。最後に、腸管上皮のバリア機能に関連する遺伝子発現の変化を検出し、腸管IL9 CD4 T細胞誘導の下流効果の可能性を示した。

RESULTS: In this study, we show that the oral administration of P. gingivalis indeed leads to ileal inflammation and alteration in gut microbiota with significant reduction in bacterial alpha diversity despite the absence of P. gingivalis in the lower gastrointestinal tract. Utilizing an antibiotic-conditioned mouse model, cecal microbiota transfer experiments were performed to demonstrate that P. gingivalis-induced dysbiotic gut microbiota is sufficient to reproduce gut pathology. Furthermore, we observed a significant expansion in small intestinal lamina propria IL9 CD4 T cells, which was negatively correlated with both bacterial and fungal alpha diversity, signifying that P. gingivalis-mediated intestinal inflammation may be due to the subsequent loss of gut microbial diversity. Finally, we detected changes in gene expression related to gut epithelial barrier function, showing the potential downstream effect of intestinal IL9 CD4 T cell induction.

おわりに:

本研究では、P. gingivalisが腸内細菌叢を変化させることで、間接的に腸内IL9 CD4 T細胞を誘導し、炎症を引き起こすという、P. gingivalisを介した腸内炎症のメカニズムを初めて明らかにした。P. gingivalisによる腸内炎症のメカニズムを解明することで、歯周病患者の炎症性腸疾患による罹患を軽減するための新たな治療法の開発につながると期待される。無断転載を禁じます。

CONCLUSION: This study for the first time showed the mechanism behind P. gingivalis-mediated intestinal inflammation where P. gingivalis indirectly induces intestinal IL9 CD4 T cells and inflammation by altering the gut microbiota. Understanding the mechanism of P. gingivalis-mediated intestinal inflammation may lead to the development of novel therapeutic approaches to alleviate the morbidity from inflammatory bowel disease patients with periodontal disease This article is protected by copyright. All rights reserved.