Induction of bone resorption-inducing factors in osteoblasts by Actinobacillus actinomycetemcomitans

Abstract

[한글]

치주염은 염증성 질환으로 치조골의 파괴가 중요한 임상적 특징이다. 조골세포는 골흡수를 유도하는 receptor activator of NF-κB ligand (RANKL), macrophage inflammatory protein (MIP)-1, tumor necrosis factor (TNF)-, Interleukin (IL)-1β 및 IL-6와 같은 cytokine을 생성하여 파골 세포 형성에 있어서 중요하다. 치주염의 원인균인 Actinobacillus actinomycetemcomitans의 상피세포 및 내피세포 부착

침투능에 대한 기전이 일부 밝혀져 있으나 본 세균의 조골세포 부착/침투능에 대해서는 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 A. actinomycetemcomitans의 조골세포 부착/침투능 및 본 세균의 부착/침투에 의한 조골세포의 골흡수유도능 변화를 평가하였다.

A. actinomycetemcomitans는 조골세포에 부착하였으며 일부 세균은 세포 내로 침투하였다. 조골세포 표면에 부착한 세균의 수는 침투한 세균의 수 보다 많았다. A. actinomycetemcomitans에 의하여 감염된 조골세포에서 RANKL, MIP-1, TNF-, IL-1 β 및 IL-6 mRNA의 발현이 증가하였다. 열처리 세균으로 처리한 조골세포에서도 RANKL, MIP-1, TNF-, IL-1 β 및 IL-6의 발현이 증가하였으나 생균에 의하여 감염된 경우 열처리세균에 의한 경우 보다 RANKL, MIP-1 및 IL-6 mRNA이 더 강하게 발현되었다.

이들 결과는 A. actinomycetemcomitans가 조골세포에 부착 및 침투를 할 수 있으며 A. actinomycetemcomitans에 의한 조골세포 감염이 조골세포의 RANKL, MIP-1 및 IL-6의 생성을 증가시켜 치주염시 야기되는 골흡수에 관여할 수 있음을 시사한다.

[영문]Periodontitis is an inflammatory disorder and alveolar bone destruction is one of important characteristics. Actinobacillus actinomycetemcomitans is one of oral pathogens that causes periodontal disease. Osteoblasts play an important role in bone resorption. It has been reported that A. actinomycetemcomitans is able to adhere to and invade oral epithelial cells. However, it is unclear whether A. actinomycetemcomitans adheres to and invades osteoblasts. In this study, we examined the ability of A. actinomycetemcomitans for adherence and

or invasion to osteoblalsts and the effect of live or heat-killed A. actinomycetemcomitans on expression of bone resorption inducing factors such as receptor activator of NF-κB ligand (RANKL), macrophage inflammatory protein (MIP)-1α, tumor necrosis factor (TNF)-, Interleukin (IL)-1β, and IL-6.

A. actinomycetemcomitans was able to adhere to and invade osteoblasts. The number of bacteria that adhered to osteoblasts is much higher than that of bacteria that invaded. In osteoblast Infected with live or heat-inactivated A. actinomycetemcomitans, mRNA level of RANKL, MIP-1α, TNF-α, IL-1β, and IL-6 was higher than that in non-treated osteoblasts. The osteoblasts infected with live A. actinomycetemcomitans expressed more mRNA of RANKL, MIP-1α, and IL-6 than those with the heat-inactivated A. actinomycetemcomitans. The induction level of TNF-α and IL-1β mRNA was similar in both cultures treated with live and heat-inactivated bacteria.

These findings suggest that A. actinomycetemcomitans can adhere to and invade osteoblasts and that the infection of A. actinomycetemcomitans in osteoblasts increases expression of bone resorption inducing factors such as RANKL, MIP-1α, and IL-6. These process may be involved in the increased osteoclastogenesis finally leads to bone resorption.