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在牙龈疾病期间,双链RNA诱导骨质流失
【字体: 大 中 小 】 时间:2022年04月15日 来源:Journal of Biological Chemistry
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由牙龈疾病引起的骨腐蚀和牙齿脱落是由一种以前未知的双链RNA和参与骨形成和溶解的细胞之间的相互作用引发的。
东京农业科技大学的研究人员报告了一项关于牙周炎(牙周炎)中骨质流失机制的新发现。他们发现,双链RNA分子可以激活免疫系统反应,导致骨骼退化。
他们的论文发表在3月份的《生物化学杂志》上。
严重的牙龈感染会损害牙龈等口腔软组织,并逐渐侵蚀支撑牙齿的底层骨骼(牙槽骨)。牙齿底部周围的骨囊和将牙齿固定在颌骨上的韧带都容易因细菌感染而断裂。这种牙周骨质侵蚀如果不加以控制,最终可能导致牙齿脱落。
人们早就认识到,牙袋内的菌斑浓度是引起牙周病的原因。引起牙龈疾病的细菌外膜的主要成分是一种叫做脂多糖的分子。脂多糖支持细菌细胞并保护其免受免疫细胞的攻击,但它也与牙龈炎症有关,因为它能打开免疫细胞上的toll样受体(TLR4),然后免疫细胞将细菌识别为病原体。
然而,到目前为止,尚不清楚“其他病原体,包括来自细菌或自体细胞的双链RNA (dsRNA)是否有助于牙周骨丢失的进展,”该研究的作者、生物技术和生命科学系的博士生Masaki Inada教授解释说。例如,炎症组织中积累的中性粒细胞等免疫细胞可以在口腔中释放dsRNA。最近的研究调查了dsRNA作为牙周病期间骨炎症进展的一种怀疑。
在健康的骨骼中,骨外表面的基质成骨细胞能沉积新的骨材料,而造血细胞产生的破骨细胞则能分解旧骨以吸收矿物质;他们活动之间的平衡维持了骨量。一种叫做RANKL的蛋白质在维持这种平衡中起着作用,因此,在骨骼成功重塑的过程中起着作用。类似激素的前列腺素E2分子,由成骨细胞自然产生,在牙龈发炎时上调RANKL。PGE2产生的改变,以及RANKL的改变,会影响骨丢失和骨增加。
使用小鼠的成骨细胞和骨髓细胞,加上一种类似于dsRNA的合成分子,研究人员将细胞暴露于dsRNA中进行实验。他们观察到dsRNA明显诱导了更多破骨细胞的分化,破骨细胞是一种破坏骨骼的细胞。dsRNA导致成骨细胞产生更多的激素样PGE2,进而上调RANKL并刺激破骨细胞分化。因此,成骨细胞,通过与dsRNA分子的相互作用,发送细胞信号,增加腐蚀骨质的破骨细胞的产量。dsRNA也使成熟的破骨细胞存活更长时间。
此外,当牙龈因细菌疾病而发炎时,存活时间更长的破骨细胞会导致更多的骨吸收。这项研究揭示了一种以前未知的齿龈疾病导致骨头断裂的机制。Inada说,“这些数据表明,基质成骨细胞中的TLR3信号通路控制PGE2的产生,并诱导成熟破骨细胞的后续分化和生存。”基质破骨细胞导致固定牙齿的骨的炎症吸收。了解到牙周炎中导致骨损伤的炎症是由通过细菌引入的dsRNA或组织中积累的免疫细胞引发的,这是对抗牙龈疾病影响的一大进步。
展望未来,研究人员计划进一步研究dsRNA——通过向基质成骨细胞上的免疫系统受体发出信号,使其产生更多的PGE2——如何促进牙周炎的发展。了解其潜在机制是开发预防牙周病骨质流失药物的基础。
文章标题
基质成骨细胞内胚体TLR3信号通路诱导前列腺素e2介导的炎症性牙周骨吸收