Porphyromonas gingivalis感染誘發人類 主動脈平滑肌細胞發生程序性壞死機制之相關研究

目的
人類主動脈瘤發生率高，以腹主動脈瘤尤為普遍，高齡與抽菸更是提高疾病發生
風險，而其主要特徵為主動脈膨大超過正常管徑之50%，此現象成因與主動脈管
壁之平滑肌細胞死亡喪失有關。過去動物實驗與臨床心血管疾病檢體相關研究指
出牙周病致病菌Porphyromonas gingivalis (P.g.)感染會誘發血管瘤生成或惡
化，然而確切造成疾病之途徑與機制並未釐清。本篇研究比較感染不同菌株的
P.g. 對於人類主動脈平滑肌細胞之生物現象，以及測試P.g. 感染是否透過
necroptosis 誘發平滑肌細胞死亡，以期進一步探討牙周病與心血管疾病之關
聯。
方法
以antibiotic protection assay 及傳統菌落培養比較不同P.g.菌株對於人類
主動脈侵入平滑肌細胞能力差異；另外利用即時聚合酶鏈式反應驗證P.g.能夠
貼附與入侵平滑肌細胞。平滑肌細胞感染P.g.後之型態藉由穿透式電子顯微鏡
觀察；另外利用西方墨點法偵測平滑肌細胞蛋白質表現分析細胞表型差異；細胞
活性評估則利用結晶紫染色以及Hoechst/PI 染色；而TUNEL assay 併流式細胞
儀偵測用於分析比較P.g.誘發之平滑肌細胞死亡現象。
結果
菌落培養以及即時聚合酶鏈式反應皆證實P.g.貼附與侵入人類主動脈平滑肌細
胞。兩菌株感染平滑肌細胞後發生不同的生物現象，fimA type III P.g.造成細
胞表型轉化，而fimA type I P.g.誘發細胞死亡。主動脈平滑肌細胞感染fimA
type I P.g.後，細胞膜受損，穿透式電顯下細胞膜破裂，細微胞器型態被破壞，
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細胞核型態完整，與典型細胞凋亡型態背離；感染之後24 小時內細胞發生大量
死亡。若於感染P.g.之前，分別利用下列製劑前處理人類主動脈平滑肌細胞，
Z-DON （transglutaminase 2, TG2 之抑制劑）， necrostatin 1（receptor
interacting protein kinase 1, RIPK1 之抑制劑)，以及PJ-34 （inhibitor of
poly(ADP-ribose) polymerase 1, PARP1 之抑制劑），細胞死亡情況發生減緩；
而使用Z-VAD-FMK（pan-caspase 抑制劑）前處理對於提升細胞存活率之效果則
較不顯著，顯示P.g.感染會誘發之人類主動脈平滑肌細胞發生necroptosis。
結論
P.g.感染藉由細胞膜受體（TG2）進而活化細胞內訊號傳遞（RIPK1 與 PARP1）
導致人類主動脈平滑肌細胞發生necroptosis。此研究幫助探討牙周疾病與心血關
疾病相關機制與提供臨床治療新的思考方向。