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牙周病和動脈硬化

引起慢性口腔感染牙周疾病的病原菌 - Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) 不僅可以引發牙齦的局部慢性發炎,而且該病原菌還和動脈粥樣硬化風險的增加直接相關。近日,刊登在 PLoS Pathogens 上的一篇研究論文中,來自波士頓大學醫學院的研究人員通過研究揭示了 P. gingivalis 入侵機體免疫系統,誘導口腔炎症及其它疾病的分子機制。

P. gingivalis 的細胞外層包表達「脂多醣,lipopolysaccharide,LPS)。千百年來哺乳動物免疫系統已經進化到可以識別細菌細胞包被的 LPS,從而誘發機體的多重免疫反應;作為宿主和細菌之間的 生存競賽,包括 P. gingivalis 在內的許多革蘭氏陰性菌,都會採取一定的策略來改變其細胞外被包括 LPS 上面的特殊脂質 - lipid A(脂質 A) 來避免或緩和免疫防禦。

Caroline Attardo Genco 和其研究團隊通過遺傳修飾,構建了攜帶有不同脂質 A 版本的兩種 P. gingivalis——可以啟動 TLR4 的脂質 A(as an agonist, 激動劑),或可以阻斷與 TLR4 結合的脂質A(拮抗劑)。

利用這些菌株,研究人員發現,具 TLR4 拮抗能力的菌株對宿主的免疫作用產生「耐受性」,使細菌免受巨噬細胞之噬殺,導致機體產生慢性發炎 (systemic inflammation) 的現象。

TLR4 拮抗菌株加速了小鼠 (ApoE-/- mice) 血管發炎並促進了動脈粥樣硬化 (vascular inflammation, macrophage accumulation and atherosclerosis progression) 的發生。

P. gingivalis expresses an atypical lipopolysaccharide (LPS) structure containing heterogeneous lipid A species, that exhibit Toll-like receptor-4 (TLR4) agonist or antagonist activity, or are non-activating at TLR4. 

TLR4 激動能力的菌株強化宿主的免疫作用,透過活化 caspase-11 等炎性質體 (inflammasome) 之機制,降低了細菌的存活。

已知 P. gingivalis 在牙齦會誘導局部發炎與骨質缺失。該研究指出:局部的病變與「脂質 A 變體」並無關聯——說明誘導「局部炎症」或者「系統性炎症」之間存在不同的機制。

研究人員表示,P. gingivalis 可以透過修飾「脂質 A 」的結構,來入侵宿主機體,建立慢性感染,從而引發持續性的發炎反應;逃脫 TLR4 介導的免疫撲殺之 P. gingivalis 可能會引發血管系統炎症。

Slocum C, et al. Distinct lipid a moieties contribute to pathogen-induced site-specific vascular inflammation. PLoS Pathog. 2014 Jul 10;10(7):e1004215.

【資料來源:中國醫藥大學附設醫院 衛教健康分享網


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