2型糖尿病患者における根尖性歯周炎を伴う感染根管のプロテオーム解析：横断的研究

Proteomic analysis of infected root canals with apical periodontitis in patients with type 2 diabetes mellitus: A cross-sectional study.

抄録

目的:

本研究の目的は、2型糖尿病（T2DM）患者における根尖性歯周炎（AP）のプロテオミクスプロファイルを、全身性の非歯周病患者と比較して定量的・定性的に明らかにし、両群のタンパク質発現と生物学的機能との相関を明らかにすることである。

AIM: This study aimed to quantitatively and qualitatively determine the proteomic profile of apical periodontitis (AP) in type 2 diabetes mellitus (T2DM) patients in comparison with systemically noncompromised patients and to correlate the protein expression of both groups with their biological functions.

方法:

サンプルは、無症候性AP患者18人で、T2DMの有無によって2群に分けた：糖尿病群-T2DM患者（n=9）と対照群-全身的に健康な患者（n=9）。サンプル採取後、根管サンプルを逆相液体クロマトグラフィー質量分析法を用いたプロテオーム解析用に調製した。Protein Lynx Global Serviceソフトウェアを用いて、ラベルフリーの定量プロテオーム解析を行った。グループ間のタンパク質発現の差は、t検定を用いて算出した（p<.05）。生物学的機能はHomo sapiens UniProtデータベースを用いて解析した。

METHODOLOGY: The sample consisted of 18 patients with asymptomatic AP divided into two groups according to the presence of T2DM: diabetic group-patients with T2DM (n = 9) and control group-systemically healthy patients (n = 9). After sample collection, the root canal samples were prepared for proteomic analysis using reverse-phase liquid chromatography-mass spectrometry. Label-free quantitative proteomic analysis was performed by Protein Lynx Global Service software. Differences in protein expression between groups were calculated using t-test (p < .05). Biological functions were analysed using the Homo sapiens UniProt database.

結果:

全サンプルで合計727のヒトタンパク質が同定された。その中で、両群に共通する124のタンパク質が定量され、そのうち糖尿病群の65のタンパク質が対照群と比較して有意差を示した：43のタンパク質が発現上昇（p<.05）、22のタンパク質が発現低下（p<.05）。残りの59の蛋白質については、発現に有意差は認められなかった（p>.05）。発現に差のあるタンパク質のほとんどは、免疫／炎症反応に関連していた。好中球ゼラチナーゼ関連リポカリン、プラスチン-2、ラクトトランスフェリン、免疫グロブリンの13アイソフォームは発現が増加した。一方、プロテインS100-A8、プロテインS100-A9、ヒストンH2B、好中球ディフェンシン1、好中球ディフェンシン3、プロラクチン誘導性タンパク質の発現は低下した。

RESULTS: A total of 727 human proteins were identified in all samples. Among them, 124 proteins common to both groups were quantified, out of which 65 proteins from the diabetic group showed significant differences compared with the control: 43 upregulated (p < .05) and 22 downregulated (p < .05) proteins. No significant differences in protein expression were seen for the remaining 59 proteins (p > .05). Most proteins with differences in expression were related to immune/inflammatory response. Neutrophil gelatinase-associated lipocalin, Plastin-2, Lactotransferrin and 13 isoforms of immunoglobulins were upregulated. In contrast, Protein S100-A8, Protein S100-A9, Histone H2B, Neutrophil defensin 1, Neutrophil defensin 3 and Prolactin-inducible protein were downregulated.

結論:

主に免疫反応、酸化ストレス、アポトーシス、タンパク質分解に関連する、糖尿病群とコントロール群に共通するタンパク質の発現において、量的な違いが示された。これらの知見は、APとT2DMの関係に関する臨床的知見を支持する基礎となる生物学的経路を明らかにした。

CONCLUSIONS: Quantitative differences were demonstrated in the expression of proteins common to diabetic and control groups, mainly related to immune response, oxidative stress, apoptosis and proteolysis. These findings revealed biological pathways that provide the basis to support clinical findings on the relationship between AP and T2DM.