NLRP10 は、ヒト歯根膜細胞において ROS/MAPK/NF-κB シグナルを介して AGEs 誘導 NLRP1 および NLRP3 イ ンフラマソームの活性化を促進する

NLRP10 promotes AGEs-induced NLRP1 and NLRP3 inflammasome activation via ROS/MAPK/NF-κB signaling in human periodontal ligament cells.

抄録

糖尿病は、糖化最終生成物（AGEs）の産生と蓄積を特徴とし、歯周組織を含む組織において慢性炎症を誘発・促進させる。糖尿病性歯周炎患者では、歯周組織でより広範な炎症反応と骨吸収が起こっていることが、疫学的および実験的に証明されつつあり、これはNLRP3インフラマソームに関連していると推測される。NLRP10はNOD様受容体タンパク質の中で唯一ロイシンリッチリピートを持たないことから、NLRP10は制御タンパク質である可能性が示唆されている。本研究の目的は、AGEs処理下のヒト歯根膜細胞（HPDLCs）において、NLRP10がNLRP1およびNLRP3インフラマソームに及ぼす制御的役割を検討することであった。100 ug/mL AGEsで24時間刺激したHPDLCにおいて、NLRP10の発現を観察した。TRIM31の検出を行い、TRIM31を過剰発現したHPDLCにおいて、免疫沈降法によりNLRP10とTRIM31、およびNLRP10とユビキチン化の相互作用を探索した。AGEs刺激下では、活性酸化ストレス（ROS）と炎症シグナル経路（NF-κB、MAPK経路）の活性化をそれぞれ生物顕微鏡とウェスタンブロット（WB）により検出した。NLRP10をサイレンシングした場合としない場合で、AGEsで24時間刺激した後、炎症性サイトカイン（IL-6、IL-1β）、NF-κB、MAPK経路、活性酸素、インフラムソームの構成要素を評価しました。HPDLCでは、AGEsがNLRP10を誘導し、TRIM31を阻害することを見出した。TRIM31の過剰発現は、TRIM31とNLRP10の相互作用を著しく高め、NLRP10のプロテアソーム分解を誘導した。さらに、AGEs刺激下では、NLRP10はNF-κB、MAPK経路の活性化、活性酸素の増加によりNLRP1、NLRP3インフラマソームを正に制御し、最終的に炎症性サイトカインの発現を促進することが明らかとなった。以上のことから、NLRP10がNF-κB、MAPK経路の活性化と活性酸素の増加を介して、HPDLCsのAGEsによる炎症反応を促進することが初めて確認された。

Diabetes mellitus (DM), characterized by production and accumulation of advanced glycation end products (AGEs), induces and promotes chronic inflammation in tissues, including periodontal tissue. Increasing amount of epidemiological and experimental evidence demonstrated that more extensive inflammatory reaction and bone resorption occurred in periodontal tissues in diabetic patients with periodontitis, which is speculated to be related to NLRP3 inflammasome. NLRP10 is the only NOD-like receptor protein lacking leucine-rich repeats, suggesting that NLRP10 may be a regulatory protein. The aim of this study was to investigate the regulatory role of NLRP10 on NLRP1 and NLRP3 inflammasome in human periodontal ligament cells (HPDLCs) under AGEs treatment. Expression of NLRP10 in HPDLCs stimulated with 100 ug/mL AGEs for 24 h was observed. Detection of TRIM31 is conducted, and in TRIM31-overexpressed HPDLCs, the interaction between NLRP10 with TRIM31 as well as NLRP10 with ubiquitination were explored by immunoprecipitation. Under AGEs stimulation, the activation of reactive oxidative stress (ROS) and inflammatory signaling pathway (NF-κB, MAPK pathway) was detected by biomedical microscope and western blot (WB), respectively. After stimulation with AGEs for 24 h with or without silencing NLRP10, inflammatory cytokines (IL-6 and IL-1β), NF-κB, MAPK pathway, ROS, and components of inflammasome were assessed. In HPDLCs, we found AGEs induced NLRP10 and inhibited TRIM31. TRIM31 overexpression significantly enhanced interaction between TRIM31 and NLRP10, then induced proteasomal degradation of NLRP10. Moreover, under AGEs stimulation, NLRP10 positively regulates NLRP1, NLRP3 inflammasomes by activating NF-κB, MAPK pathway, and increasing ROS, finally promoting the expression of inflammatory cytokines. Together, we, for the first time, confirmed that NLRP10 could promote inflammatory response induced by AGEs in HPDLCs via activation of NF-κB, and MAPK pathway and increasing ROS.