Войти
| Porphyromonas gingivalis | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Царство: | Бактерии |
| Тип: | Bacteroidetes |
| Класс: | Bacteroidetes |
| Отряд: | Bacteroidales |
| Семейство: | Porphyromonadaceae |
| Род: | Porphyromonas |
| Вид: | P. gingivalis |
| Биномиальное название | |
| Porphyromonas gingivalis . (Coykendall et al. 1980) Shah and Collins 1988 | |
Porphyromonas gingivalis принадлежит к типу Bacteroidetes и представляет собой неподвижную, грамотрицательную, палочковидную, анаэробную, патогенную бактерию. Он образует черные колонии на кровяном агаре.
. Обнаруживается в полости рта, где он участвует в заболеваниях пародонта, а также в верхних желудочно-кишечных трактах, дыхательные пути и толстая кишка. Он был выделен у женщин с бактериальным вагинозом.
Распад коллагена, наблюдаемый при хронических заболеваниях пародонта, частично является результатом ферментов коллагеназы этого вида. В исследовании in vitro было показано, что P. gingivalis может проникать в человека десневые фибробласты и может выжить в присутствии антибиотики. P. gingivalis проникает в эпителиальные клетки десны в большом количестве, и в этом случае и бактерии, и эпителиальные клетки выживают в течение продолжительных периодов времени. Высокие уровни специфических антител могут быть обнаружены у пациентов, являющихся носителями P. gingivalis.
стр. gingivalis была связана с болезнью Альцгеймера и ревматоидным артритом. Он содержит фермент пептидиларгининдеиминаза, который участвует в цитруллинировании. У пациентов с ревматоидным артритом наблюдается повышенная частота заболеваний пародонта; у этих пациентов значительно чаще встречаются антитела против бактерии.
P. gingivalis подразделяется на K- серотипы на основании капсульной антигенности различных типов. Эти серотипы были движущими силами наблюдений, касающихся взаимодействия бактериальных клеток с клетками, связанных с серотипозависимым иммунным ответом и риском рака поджелудочной железы.
Геном P. gingivalis был описан в 2003 году, обнаружив 1990 открытых рамок считывания (т.е. последовательности, кодирующие белок), кодируемые 2 343 479 п.н., со средним содержанием G + C 48,3%. По оценкам, 463 гена являются основными.
Арг-гингипаин (Rgp) и лиз-гингипаин (Kgp) являются ферментами эндопептидазы, секретируемыми пользователя P. gingivalis. Эти гингипаины выполняют множество функций для организма, способствуя его выживанию и вирулентности.
Было обнаружено, что аргингипаины играют ключевую роль в сборе питательных веществ для выживания P. gingivalis. Rgp разрушает большие пептиды организма-хозяина, обеспечивая бактерии обильным источником азота и углерода из сыворотки человеческого альбумина. P. gingivalis также может расщеплять трансферрин в клетках-хозяевах, что обеспечивает организм обильным источником железа, необходимым для выполнения множества клеточных функций.
Гингипаины также отвечают за ряд необходимых функций, связанных с принять вторжение и колонизацию. Гингипаины с Rgp необходимы для адгезии и инвазии, поскольку они обрабатывают белки-предшественники длинных фимбрий. Гены P. gingivalis, кодирующие RgpA, Kgp и гемагглютинин A (HagA), сильно экспрессировались после инкубации с T. denticola. Белки, содержащие домен адгезии гемагглютинина, увеличивают адгезионную способность P. gingivalis с другими видами бактерий. Они также связаны с координацией целостности биопленки на стадии развития и созревания. Лизгингипаины (Kgp) могут связываться с иммобилизованными матричными белками фибриногеном и фибронектином и могут играть роль в колонизации хозяина.
Гингипаины также обладают способностью разлагать несколько сигналы иммунного ответа хозяина. Они обладают способностью расщеплять подклассы 1 и 3 антителами IgG, а также провоспалительными цитокинами, такими как IL-1β, IL-2, IL-6, TNF-α и IL-8. в регионах с высокой концентрацией P. gingivalis, нарушая функцию иммунного ответа хозяина. Rgp может подавлять накопление ИЛ-2 в Т-клетках, что позволяет ему уклоняться от адаптивного иммунного ответа хозяина, модулируя связь и пролиферацию Т-клеток.
Гингипаины являются ключевыми факторами в тканях симптомы повреждения пародонтита, которые возникают в результате разрушения матричных металлопротеинов, коллагена и фибронектина. Деградация этих субстратов препятствует взаимодействиям между клетками-хозяевами и внеклеточным матриксом, тем самым препятствуя заживлению ран и вызывая разрушение тканей пародонта. Rgp отвечает за индукцию воспалительного ответа хозяина через путь трансдукции p38α MAPK. Этот ответ, вероятно, способствует воспалительной природе пародонтита и участвует в разрушении тканей и костей.
Гингипаины связаны с болезнью Альцгеймера (AD). Гингипаины были обнаружены в ТМА пациентов с патологией головного мозга БА. Как RgpB, так и Kbp были обнаружены в гиппокампе и коре головного мозга пациентов с БА, и было обнаружено, что они связаны с нагрузкой тау, маркером патологии БА и убиквитин, который накапливается в клубках тау и бета-амилоидных бляшках в головном мозге при БА. 16S рРНК P. gingivalis также была обнаружена в коре головного мозга и csf головного мозга AD. Предварительная обработка ингибиторами гингипаина защищала деградацию нейронных клеток, вызванную введением гингипаинов на мышиной модели.
Инкапсулированный штамм P. gingivalis намного более вирулентен, чем неинкапсулированный штамм в модели абсцесса на мышах. Капсула представляет собой капсульный полисахарид и, когда присутствует, подавляет продукцию цитокинов, особенно провоспалительных цитокинов IL-1β, IL-6, IL-8 и TNF-α, указывающий на уклонение от хоста. Однако другие исследования показали, что CPS вызывает иммунные ответы хозяина, такие как PMN миграция и зависимая от дозы и времени экспрессия миграции клеток хемокинов, таких как MCP-1, KC, MIP-2 и RANTES. в перитонеальных макрофагах мышей, зараженных CPS. Эти состояния, вероятно, вносят вклад в воспалительные поражения, наблюдаемые при пародонтите.
. Вакцины, полученные из CPS P. gingivalis, по-видимому, ухудшают потерю костной массы в полости рта на мышиных моделях. Эти вакцины способны вызывать сильные иммунные ответы, такие как повышенные ответы IgM и IgG, которые распознают целые организмы P. gingivalis.
Fimbriae являются придатками, участвующими в прикреплении клеток и в значительной степени способствующими вирулентности, и обнаруживаются у многих грамотрицательных и некоторых грамположительных бактерий.
стр. gingivalis в значительной степени связана с фимбриями, поскольку они были охарактеризованы как ключевые факторы адгезии, инвазии и колонизации. Фимбрии также ответственны за инвазию мембранных везикул в клетки-хозяева. Было обнаружено, что они связываются с клеточными интегринами α5β1 , которые опосредуют прилипание и нарушают гомеостатический контроль клеток-хозяев. Также было обнаружено, что фимбрии связаны с модуляцией адгезивной активности интегрина β2 для поглощения моноцитами с использованием сигнального комплекса CD14 / TLR2 / PI3K., которые могут способствовать тактике внутриклеточного уклонения от P. gingivalis. P. gingivalis имеет длинные фимбрии, короткие фимбрии и дополнительные компоненты, каждый из которых выполняет свои функции.
Длинные фимбрии (FimA), также известные как основные фимбрии, длинные, перитрихиальные, нитчатые компоненты. Они играют роль в начальном прикреплении и организации биопленок, поскольку действуют как адгезины, которые опосредуют инвазию и колонизацию клеток-хозяев, способствующих вирулентности P. gingivalis.
Короткие фимбрии (Mfa1), также известные как второстепенные фимбрии, выполняют отличные от длинных фимбрий роли и характеризуются как существенные для аутоагрегации клеток и клеток и рекрутирования для формирования микроколонии. Короткие фимбрии участвуют в межклеточной адгезии с другими стоматологическими комменсалами. Было обнаружено, что он коадерируется и образует биопленку в сочетании с Streptococcus gordonii за счет взаимодействия с поверхностным полипептидом стрептококка SspB. Это взаимодействие может иметь важное значение для инвазии дентинных канальцев P. gingivalis.
Дополнительные компоненты Fim C, D и E связаны с основным белком FimA и играют роль в связывание с матриксными белками и взаимодействие с рецептором CXC-хемокина 4. Эксперименты с потерей функции подтвердили, что мутанты P. gingivalis, дефицитные по Fim C, D или E, резко ослабили вирулентность.
П. gingivalis имеет много способов избежать иммунных ответов хозяина, влияющих на его вирулентность. Это достигается за счет использования комбинации протеаз гингипаина, капсульного полисахарида, индукции пролиферации клеток-хозяев и расщепления хемокинов, ответственных за рекрутирование нейтрофилов.
Вирулентный P. gingivalis дополнительно модулирует рекрутирование лейкоцитов за счет протеолиза цитокины и хемокины, которые секретируются клетками-хозяевами. Арг-гингипаин и лиз-гингипаин ответственны за этот протеолиз. В исследовании с использованием модели мышей было обнаружено, что P. gingivalis подавляет индукцию IL-8, вызывая задержку рекрутирования нейтрофилов. Предотвращение рекрутирования нейтрофилов может препятствовать удалению бактерии из места инфекции, что делает возможной колонизацию. P. gingivalis способен избегать опсонофагоцитоза от PMN с помощью гингипаина K (Kgp) для расщепления IgG 1 и 3. Это дополнительно модулирует иммунный ответ, нарушая передачу сигналов. Другие исследования показали, что P. gingivalis может нарушить путь комплемента через C5αR и C3αR, который модулирует убивающую способность лейкоцитов, делая возможным неконтролируемый рост бактерий. Было также обнаружено, что P. gingivalis ингибирует провоспалительные и антимикробные реакции в человеческих моноцитах и макрофагах мыши путем связывания фимбриями с CXCR4, индуцируя передачу сигналов PKA и подавляя TLR-2 -опосредованный иммунный ответ.
Попав в клетки-хозяева, P. gingivalis способен ингибировать апоптоз, модулируя путь JAK / Stat, который контролирует митохондриальные пути апоптоза. Пролиферативный фенотип может быть полезен для бактерии, поскольку он обеспечивает питательными веществами, нарушает передачу сигналов клетки-хозяина и ставит под угрозу целостность слоя эпителиальных клеток, делая возможной инвазию и колонизацию.
P. gingivalis играет важную роль в возникновении хронического пародонтита у взрослых. Хотя он обнаружен в небольшом количестве в полости рта, он вызывает микробный сдвиг в полости рта, что делает возможным неконтролируемый рост сообщества комменсалов. Это приводит к пародонтиту из-за нарушения гомеостаза тканей хозяина и адаптивного иммунного ответа. После использования микродиссекции с лазерным захватом плюс qRT-PCR для обнаружения P. gingivalis в биоптатах человека наблюдалась совместная локализация P. gingivalis с CD4 + Т-клетками. Однако механизм заражения Т-клеток P. gingivalis остается неизвестным.
стр. gingivalis был связан с увеличением вирулентности других комменсальных бактерий как в экспериментах in vivo, так и in vitro. Было обнаружено, что везикулы наружной мембраны P. gingivalis необходимы для инвазии эпителиальных клеток Tannerella forsythia. Было обнаружено, что короткие фимбрии P. gingivalis необходимы для образования биопленок при совместном культивировании с Streptococcus gordonii. Потеря межзубной и горизонтальной альвеолярной кости на моделях мышей наблюдается при коинфекциях с участием P. gingivalis и Treponema denticola. Роль P. gingivalis при пародонтите изучается с использованием мышиных моделей пародонтальных инфекций, свободных от конкретных патогенов. В этих моделях инокуляция P. gingivalis вызывает значительную потерю костной массы, что является важной характеристикой заболевания. Напротив, стерильные мыши, зараженные моноинфекцией P. gingivalis, не вызывают потери костной массы, что указывает на то, что P. gingivalis сам по себе не может вызвать пародонтит.
