The Effect of Treponema denticola immunoinhibitory protein on cytokine expression in T cells

Abstract

감염근관내 spirochetes의 존재 유무에 대한 논란이 많았으나 최근 PCR을 사용한 세균검출 실험에서 Treponema denticola 균주가 감염근관의 50%이상의 경우에서 발견됨에 따라 이 세균이 치수 및 치근단 질환의 병인과정에 관여하는 지에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 관련하여 Shenker 등이 T. denticola의 sonicated extract에서 순수분리된 면역억제 단백질 (immunoinhibitory protein)이 T 임파구의 proliferation을 방해함을 보고한 바 있다. 하지만 이 세균성 단백질이 T 임파구의 기능에 어떤 영향을 미치는 지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 T. denticola의 면역억제 단백질이 처리되기 전과 후의 T 세포에서 분비되는 cytokine Interleukine-2와 Interleukine-4의 발현 정도를 비교하여 그 작용기전을 밝히는 것이 본 연구의 목적이다. Treponema denticola LL2513를 혐기성 상태에서 TYGVS 배지에 배양한 다음 PBS 세척과 lyophilize 과정을 거친 후 sonication을 시행한다. 이 과정을 거쳐 추출된 상층액이 T. denticola의 면역억제 단백질인 sonicated extract이다. 실험을 위해 건강한 혈액 공여자로부터 T 세포를 Buoyant density 방법으로 추출해 낸 다음 24-well plate에 100만개의 세포를 주입한 다음 Group 1에는 2% FBS의 medium만으로 배양하고, Group 2에는 100 l의 PHA로만 증식 자극을 하였고, Group 3에는 PHA처리 전 sonicated extract로 T세포를 자극하였다. 72시간 동안 배양한 다음 상층액을 추출하여 ELISA assay를 사용하여 IL-2와 IL-4의 발현정도를 측정하였다. PHA로 자극받은 Group 2에서는 IL-2와 IL-4가 대조군인 Group 1에서보다 높은 수준으로 발현되었다. 하지만 12.5㎍/㎖의 T. denticola sonicated 추출물로 전처리한 Group 3에서는 IL-2와 IL-4의 수준이 유의성있게 억제되어 발현되었다 (p < 0.05). 이러한 결과를 통하여 T. denticola에서 추출된 면역억제 단백질이 Th1과 Th2의 cytokine 분비 기능을 억제하는 것으로 확인 되었으며 이 기전이 감염 근관에서 발견되는 T. denticola의 치수 및 치근단 질환에 대한 병인기전과 관련이 있는 것으로 사료된다. Immunoinhibitory protein extracted from sonicated Treponema denticola have been shown to suppress cell cycle progression of human lymphocytes. To study in detail about the effect of this microorganism on the function of lymphocytes. we investigated the levels of Interleukin-2 (IL-2) and Interleukin-4 (IL-4) production by T lymphocytes before and after the addition of 12.5㎍/㎖T. denticola sonicated extracts. In this study. levels of IL-2 and IL-4 produced from T cells pretreated with sonicated extracts were evaluated by using the quantitative sandwich enzyme immunoassay technique. In response to phytohemagglutinin (PHA) stimulation. T cell produced increased levels of IL-2 and IL-4. However. the expressions of both cytokines were significantly inhibited when PHA activated-T cells were pre-exposed to sonicated T. denticola extracts (p < 0.05). These findings suggest that the T. denticola sonicated extracts induced-immunosuppression in Th1 and Th2 cell functions could be a part of the pathogenic mechanism of the endodontic failure associated with this microorganism.