中性粒细胞与单核/巨噬细胞在牙龈卟啉单胞菌诱导的内毒素耐受中的相互影响研究

Endotoxin tolerance is a phenomenon whereby previous exposure of cells or organisms to microbial products induces a hyporesponsiveness to subsequent challenge. It serves as an important pathophysiological adaptation to regulate over-exuberant inflammation against bacteria, but may also favor further infections. Neutrophils and monocytes/macrophages are two different innate immune cells and the interrelationship between them does exist. Based on our research supported by National Natural Science Foundation for Young Scholars, which was concerning endotoxin tolerance in THP-1 cells, this study is to explore the changes and mechanisms of recruitment, activation, apoptosis and cytokine production in Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) LPS-tolarized neutrophils and to disclose the interaction between neutrophils and THP-1 cells. In addition, a P. gingivalis-tolarized mice model will be developed to investigate the recruitment and bacteria clearance of neutrophils and macrophages and cytokine expression pattern in gingival tissues. This is the first report on cross-talk between neutrophils and monocytes/macrophages in endotoxin tolerance induced by periodontopathic bacteria or their virulence factors, which will contribute to revealing the mechanisms of periodontitis.

牙周炎症时，先前的细菌或毒力因子刺激可使机体对后续刺激的反应减弱，产生内毒素耐受。这种改变能防止过度免疫损伤，但也能降低宿主防御反应，不利于清除入侵细菌。中性粒细胞和单核/巨噬细胞是生物学行为不同，但相互影响的两种先天免疫细胞。青年基金的研究探讨了人单核细胞株THP-1的耐受效应和机制。在此基础上，本研究采用分子生物学和细胞生物学技术，检测牙周致病菌牙龈卟啉单胞菌（P.gingivalis）内毒素诱导中性粒细胞耐受后，细胞活化、凋亡和细胞因子分泌水平的改变，分析相关的MAPKs信号传导机制；探讨中性粒细胞和THP-1在耐受过程中相互影响后的功能改变；并进一步观察P.gingivalis全菌诱导小鼠牙周组织耐受后，中性粒细胞和巨噬细胞趋化、杀菌功能及细胞因子表达谱改变。本研究首次系统的对中性粒细胞和单核/巨噬细胞在牙周致病菌诱导的耐受中的相互影响进行探讨，有助于进一步揭示牙周炎的免疫学机制。

先前细菌或毒力因子刺激可使机体对后续刺激反应减弱，产生内毒素耐受。它能防止过度免疫损伤，但也降低宿主防御反应。中性粒细胞和单核/巨噬细胞是生物学行为不同，但相互影响的两种免疫细胞。.本研究检测了牙龈卟啉单胞菌（P.gingivalis）内毒素（LPS）诱导中性粒细胞耐受后，细胞活化、凋亡等功能的改变，分析了MAPKs信号传导机制；探讨了中性粒细胞和THP-1细胞在耐受中相互影响后的功能改变；并观察了P.gingivalis全菌诱导小鼠牙周组织耐受后，两种细胞趋化、杀菌和细胞因子表达谱改变。.结果证实，P.gingivalis LPS诱导THP-1耐受后，IFN-γ、ENA-78等43种因子表达降低，DR6、CD80等11种因子表达增高。耐受THP-1抑制中性粒细胞趋化和Caspase3表达，促进ROS产生（p<0.05）。LPS直接诱导中性粒细胞耐受后，ROS和Caspase3降低，吞噬P.gingivalis减少，TNF-α和IL-8水平降低，IL-10水平增高（p<0.05），p-ERK、JNK和p-JNK蛋白水平降低。共培养的中性粒细胞和THP-1 耐受后，TNF-α表达降低，IL-8水平增高（p<0.05）。提示，P.gingivalis LPS诱导的耐受能控制炎症程度，共培养细胞耐受效应与单独培养细胞不同，可能与细胞间相互影响有关。.P.gingivalis重复口腔给菌，构建的小鼠牙周组织耐受模型显示，耐受组牙龈中，两种细胞不同程度减少，P.gingivalis残余量高于非耐受组（p<0.05）。巨噬细胞耗竭后，两组P.gingivalis残留量无差别（p>0.05），中性粒细胞耗竭后，非耐受组P.gingivalis残留量低于耐受组（p<0.05）。芯片检测显示，与非耐受鼠相比，耐受鼠Ccl20、Ccl22等3个基因表达增高，Bmp2、Ccl7等52个基因表达降低。western blot证实，耐受鼠牙周组织中TNF-α、IL-1β和CXCL11水平低于非耐受组。提示，耐受鼠牙周组织中，两种细胞趋化、杀菌和细胞因子分泌下降，有助于缓解炎症。.本研究首次探讨了P.gingivalis或其LPS诱导耐受过程中，中性粒细胞与单核/巨噬细胞相互影响及机制，首次构建了牙周组织耐受的小鼠模型，有助于进一步揭示P.gingivalis促进牙周炎症和免疫反应的机制。