[產學合作成果分享]微生物產生之丁酸於牙根尖牙周發炎過程之角色-基礎醫學組 張美姬教授

研發處 陳雅瑜 2019-08-27

短鍊脂肪酸在牙周病的進行扮演重要角色,短鍊脂肪酸(丙酸. 丁酸)的濃度在牙齦溝液中可達mM level,且牙周病經過治療後牙齦溝液中丙酸、丁酸的濃度會降低,嚴重牙周病患者牙齦溝液中丁酸的濃度被報告約為2.6 mM,輕微牙周病時則濃度約為0.2 mM。但也有報告發現牙周病患者牙齦溝液中丁酸的濃度可達 0.5-16 mM. 除了P. gingivalis之外,許多其他根管微生物如Fusobacterium, Actinobacteria phylum, Parvimonas micra等也會產生短練酯肪酸,根管治療前感染的根管中有較多量的丁酸與丙酸,經過治療後則量會降低。 丁酸會抑制牙齦表皮細胞與纖維母細胞的生長,也會誘發白血球細胞的死亡與cytokine的產生. 丁酸也會抑制表皮細胞與纖維母細胞的附著與蛋白質合成等. 丁酸會抑制Con-A所刺激的脾臟T細胞 interleukin 2 (IL-2)、 IL-4、 IL-5、 IL-6 and IL-10 產生等免疫反應. 直接將丁酸處理牙齦組織表面會誘發組織的發炎反應與細胞介白質(cytokine)的釋放. Ho & Chang (2007)也發現丁酸對牙髓細胞具有細胞毒性,且毒性與細胞中glutathione的下降有關; 這顯示丁酸於牙周病致病過程的重要性。

一般來說,短鍊脂肪酸具抗發炎作用,甚至抑制大腸癌的發生與進行, 但也有報告顯示短鍊脂肪酸誘導發炎作用. 短鍊脂肪酸誘導腸道表皮細胞發炎介質釋放的作用和GPR41、 GPR43兩種受體之活化有關, 進而活化p38與 ERK,可提供局部組織的保護免疫能力以及組織發炎. 丁酸會刺激ROS17/2.8骨細胞株細胞PGE2的產生以及環氧酶(COX)之表現,調控EP1和EP2受體表現. Niederman 等人 (1997)的研究也支持短鍊脂肪酸會刺激發炎介質的產生. 但是短鍊脂肪酸於組織發炎扮演之確切角色並不完全清楚。短鍊脂肪酸會刺激發炎物質的產生, 並在cystic fibrosis患者氣道發炎疾病進程扮演相當之重要性. 雖然到目前前為止, GPR活化於組織發炎的角色並不一致, GPR41和GPR43已被報告與慢性發炎疾病如大腸炎(colitis),氣喘(asthma)以及關節炎(arthritis)等有關係 (Ang & Ding, 2016). 短鍊脂肪酸及其受體在牙周與根尖發炎的重要性仍有待釐清。

參考文獻:

Ang Z, Ding JL (2016) Mol Pharmacol 89: 388-398.
Ho YC, Chang YC (2007) J Endod 33: 437-441
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Niederman R, Zhang J, Kashket S.. Crit Rev Oral Biol Med 1997;8:269-290.