ヒト骨髄間質細胞エキソソームが歯周炎を改善する

Human Bone Marrow Stromal Cell Exosomes Ameliorate Periodontitis.

抄録

ヒト骨髄間質細胞（hBMSC）由来のエクソソームは、そのユニークなマイクロRNA（miRNA）およびタンパク質カルゴにより、炎症性疾患の治療薬として有望視されています。歯周病は慢性化し、それに伴い炎症が亢進し、歯を支える力が失われることが多い。本研究では、hBMSC エクソソームが歯周炎の進行に影響を与えるかどうかを検討した。hBMSC エクソソームは、細胞培養液から順次超遠心分離により単離され、RNA シークエンシングおよびプロテインアレイにより、hBMSC エクソソームに豊富に含まれる miRNA およびタンパク質をそれぞれ解析した。トランスクリプトーム解析により、エクソソームは細胞の代謝、分化、および炎症解消を調節することで効果を発揮することが示唆された。In vivoでは、エキソソームを毎週歯肉組織に注入することにより、ラットの結紮糸誘発歯周炎モデルにおける組織破壊と免疫細胞の浸潤が抑制された。これらの知見は、hBMSC由来エキソソームが歯周炎治療における宿主調節物質として使用できる可能性を示唆している。

Human bone marrow stromal cell (hBMSC)-derived exosomes are promising therapeutics for inflammatory diseases due to their unique microRNA (miRNA) and protein cargos. Periodontal diseases often present with chronicity and corresponding exuberant inflammation, which leads to loss of tooth support. In this study, we explored whether hBMSC exosomes can affect periodontitis progression. hBMSC exosomes were isolated from cell culture medium through sequential ultracentrifugation. miRNAs and proteins that were enriched in hBMSC exosomes were characterized by RNA sequencing and protein array, respectively. hBMSC exosomes significantly suppressed periodontal keystone pathogen triggered inflammatory response in macrophages in vitro. Transcriptomic analysis suggested that exosomes exerted their effects through regulating cell metabolism, differentiation, and inflammation resolution. In vivo, weekly exosome injection into the gingival tissues reduced the tissue destruction and immune cell infiltration in rat ligature-induced periodontitis model. Collectively, these findings suggest that hBMSC-derived exosomes can potentially be used as a host modulation agent in the management of periodontitis.