TL1A/DR3信号缺失减轻自发性牙周炎小鼠模型中的黏膜炎症与牙槽骨吸收

《Proceedings of the National Academy of Sciences》：TL1A/DR3 signaling deletion attenuates mucosal inflammation and alveolar bone loss in a murine model of spontaneous periodontitis

　　

摘要：TL1A及其受体DR3（Death Receptor 3，TNFRSF25）是黏膜免疫反应的关键调节因子，但其在牙周病中的作用尚不清楚。本研究利用自发性回肠炎及牙周炎SAMP1/YitFc（SAMP）小鼠，探讨TL1A/DR3信号是否参与牙周炎中黏膜免疫放大及组织破坏性炎症。DR3缺陷显著减轻牙槽骨吸收并改善牙周组织结构，使其恢复至健康AKR（亲本）对照相当的水平。野生型SAMP小鼠牙龈组织中Tnfsf15（编码TL1A）与Tnfrsf25（编码DR3）表达升高，且二者均与疾病严重程度呈正相关，同时伴有IL-17、TNF-α及IL-1β水平升高，CD4+辅助性T细胞及中性粒细胞数量增加。相反，SAMP×DR3?/?小鼠炎症细胞因子产生及免疫细胞浸润均减少。上述结果支持TL1A/DR3轴参与放大牙周病黏膜免疫反应，关联效应T细胞活化、促炎细胞因子产生及固有免疫细胞招募。本研究确定TL1A/DR3细胞因子-受体对是驱动牙周病理改变的炎症环路潜在调节因子，阻断该通路或为慢性牙周炎患者提供治疗新策略。

论文解读：《TL1A/DR3 Signaling Deletion Attenuates Mucosal Inflammation and Alveolar Bone Loss in a Murine Model of Spontaneous Periodontitis》

一、研究背景与意义

TL1A（TNFSF15，又称VEGF/VAP-1 homologous to TNF）与其受体DR3（Death Receptor 3，TNFRSF25）是肿瘤坏死因子(TNF)超家族成员，作为共刺激分子可增强效应T细胞活化并促进Th1/Th17驱动的黏膜炎症，在炎症性肠病(IBD)等慢性炎症中已被证实是免疫活化的持续放大器。牙周炎是全球第六大高发疾病，本质为宿主驱动的黏膜免疫失调导致牙周支持组织破坏及牙槽骨吸收(Alveolar Bone Loss, ABL)，其关键介质包括TNF-α、IL-1β和IL-6。流行病学与机制学均提示牙周炎与克罗恩病(CD)、溃疡性结肠炎(UC)存在关联，但TL1A/DR3轴是否参与慢性牙周炎病理性炎症放大尚无报道。鉴于SAMP1/YitFc（简称SAMP）小鼠可自发发生类CD回肠炎及慢性牙周炎，研究人员假设TL1A/DR3信号驱动该模型中的黏膜免疫放大、组织破坏性炎症及骨吸收，并开展本研究以验证之。该论文发表于《Proceedings of the National Academy of Sciences》(PNAS)。

二、主要实验方法概述

研究人员选用10周及20周龄雄性SAMP1/YitFc（SAMP，疾病模型）、健康AKR/J（亲本对照）及SAMP×DR3^?/?（DR3基因敲除模型）小鼠。通过立体显微镜测量磨牙区釉质牙骨质界至牙槽骨嵴顶距离（CEJ–ABC distance）评估ABL；行苏木精-伊红(H&E)染色进行组织学评分（炎症细胞浸润、CEJ–ABC距、牙槽骨宽度）；取牙龈组织通过RT-qPCR检测Tnfsf15/TL1A及Tnfrsf25/DR3 mRNA表达；ELISA定量牙龈匀浆中TNF-α、IL-17、IL-1β、IL-6及TL1A蛋白水平；流式细胞术分析CD45⁺白细胞中CD3⁺CD4⁺CD8^?CD4⁺T辅助(Th)细胞及CD11b⁺Ly6G⁺F4/80^?中性粒细胞比例。

三、研究结果

DR3 Deficiency Markedly Attenuates Periodontal Bone Loss and Tissue Inflammation in SAMP Mice.

10周及20周龄SAMP×DR3^?/?小鼠相比野生型(WT) SAMP小鼠，ABL显著减小（P=0.0075及P=0.0014），达到与AKR对照相当水平；组织学显示CEJ–ABC距离缩短(P=0.0056)、牙槽骨宽度增加(P=0.0142)、炎症细胞浸润总分降低(P<0.0001)、牙周组织结构改善。表明DR3信号参与牙周炎的发生与发展，DR3缺失可减轻牙槽骨吸收并保留牙周组织架构。

TL1A–DR3 Signaling Is Associated With Mucosal Immune Activation in Experimental Periodontitis.

WT SAMP小鼠牙龈组织Tnfsf15及Tnfrsf25 mRNA较AKR及SAMP×DR3^?/?显著上调（分别P<0.0001、P=0.0369及P=0.0233、P=0.0167），且二者mRNA水平与ABL呈正相关（敲除组及AKR组无此相关性）。WT SAMP牙龈中TNF-α(P=0.0015)、IL-17(P=0.0232)、TL1A(P=0.0004)及IL-1β(P=0.0090)蛋白升高，IL-6无显著差异；流式显示SAMP×DR3^?/?牙龈CD4⁺Th细胞(P=0.0085)及中性粒细胞(P=0.0062)较WT SAMP减少。表明TL1A/DR3轴激活伴随效应T细胞反应增强、促炎细胞因子升高及固有免疫细胞招募，TL1A/DR3参与实验性慢性牙周炎发病中的黏膜免疫活化。

四、讨论与结论总结

研究人员指出，SAMP小鼠中DR3基因缺失减轻疾病进展并使牙周表型接近健康对照，结合WT SAMP牙龈TL1A（mRNA及蛋白）与DR3表达上调且与ABL正相关，说明TL1A/DR3轴调控与牙槽骨吸收相关的炎症反应。TL1A可由Th1/Th17细胞、树突状细胞、巨噬细胞及成纤维细胞表达；DR3主要表达于CD4⁺/CD8⁺T细胞、巨噬细胞、B细胞及内皮细胞。SAMP×DR3^?/?中IL-17降低提示TL1A/DR3轴涉及Th17介导的黏膜慢性炎症，并通过IL-17促进TNF-α、IL-1β产生及中性粒细胞招募，形成适应性-固有免疫正反馈环路。该轴是否直接调控破骨细胞生成(Osteoclastogenesis)或仅通过调节炎症间接作用尚待明确。

结论翻译： 本研究表明TL1A/DR3轴参与调控伴牙周炎牙槽骨吸收的炎症反应。在自发性牙周炎伴类CD回肠炎小鼠模型(SAMP1/YitFc)中，DR3基因敲除与疾病进展减缓及牙周表型接近健康对照相关，提示DR3介导疾病病理。TL1A/DR3信号激活关联效应T细胞活化、促炎细胞因子产生及固有免疫细胞招募，是慢性实验性牙周炎 previously underappreciated 的调节因子。鉴于抗TL1A单抗在IBD II期临床试验中显示疗效，靶向TL1A/DR3通路亦有望用于治疗并发肠道与牙周炎症的患者。