ポルフィロモナス・ジンジバリス（Porphyromonas gingivalis）の主要な病原因子のひとつであるジンギペインは、認知機能を低下させ、血液脳関門透過性を亢進させる可能性がある：動物実験

Gingipains may be one of the key virulence factors of Porphyromonas gingivalis to impair cognition and enhance blood-brain barrier permeability: An animal study.

抄録

目的:

血液脳関門（BBB）障害は、認知機能障害の初期所見のひとつである。我々は最近、ポルフィロモナス・ジンジバリス（Porphyromonas gingivalis）菌血症が認知障害を引き起こし、BBB透過性を亢進させることを発見した。本研究では、P. gingivalis菌血症の病態形成に寄与する可能性のある主要な病原因子を明らかにすることを目的とした。

AIM: Blood-brain barrier (BBB) disorder is one of the early findings in cognitive impairments. We have recently found that Porphyromonas gingivalis bacteraemia can cause cognitive impairment and increased BBB permeability. This study aimed to find out the possible key virulence factors of P. gingivalis contributing to the pathological process.

材料と方法:

C57/BL6マウスにP. gingivalis、ジンジパインまたはP. gingivalis lipopolysaccharide（P.ジンジバリスLPS群）を尾静脈注射により8週間感染させた。マウスの認知行動の変化、海馬と大脳皮質の病理組織学的変化、BBB透過性の変化、Mfsd2aとCav-1レベルの変化を測定した。また、Ddx3xがBMECのMfsd2aをアルギニン特異的ジンジパインA（RgpA）により制御する機序を検討した。

MATERIALS AND METHODS: C57/BL6 mice were infected with P. gingivalis or gingipains or P. gingivalis lipopolysaccharide (P. gingivalis LPS group) by tail vein injection for 8 weeks. The cognitive behaviour changes in mice, the histopathological changes in the hippocampus and cerebral cortex, the alternations of BBB permeability, and the changes in Mfsd2a and Cav-1 levels were measured. The mechanisms of Ddx3x-induced regulation on Mfsd2a by arginine-specific gingipain A (RgpA) in BMECs were explored.

結果:

P. gingivalisおよびジンジパインは、マウスの認知機能障害、海馬および大脳皮質の病理学的変化を有意に促進し、BBB透過性を上昇させ、Mfsd2aの発現を抑制し、Cav-1の発現を上昇させた。RgpA刺激後、in vitroのBBBモデルの透過性は上昇し、Ddx3x/Mfsd2a/Cav-1調節軸が活性化された。

RESULTS: P. gingivalis and gingipains significantly promoted mice cognitive impairment, pathological changes in the hippocampus and cerebral cortex, increased BBB permeability, inhibited Mfsd2a expression and up-regulated Cav-1 expression. After RgpA stimulation, the permeability of the BBB model in vitro increased, and the Ddx3x/Mfsd2a/Cav-1 regulatory axis was activated.

結論:

ジンジパインはDdx3x/Mfsd2a/Cav-1軸によって認知機能を低下させ、BBB透過性を亢進させるP. gingivalisの重要な病原因子の一つである可能性が示唆された。

CONCLUSIONS: Gingipains may be one of the key virulence factors of P. gingivalis to impair cognition and enhance BBB permeability by the Ddx3x/Mfsd2a/Cav-1 axis.