Дифференциальное влияние микробиома пародонта на индукцию ревматоидного фактора в патогенезе ревматоидного артрита

Новости

ДомДом / Новости / Дифференциальное влияние микробиома пародонта на индукцию ревматоидного фактора в патогенезе ревматоидного артрита

Oct 22, 2023

Дифференциальное влияние микробиома пародонта на индукцию ревматоидного фактора в патогенезе ревматоидного артрита

Научные отчеты, том 12,

Том 12 научных докладов, Номер статьи: 19636 (2022) Цитировать эту статью

1116 Доступов

1 Цитаты

Подробности о метриках

Широко признана связь между воздействием пародонтальных бактерий и развитием аутоантител, связанных с ревматоидным артритом (РА); однако прямая причинно-следственная связь между бактериями пародонта и ревматоидным фактором (РФ) в настоящее время полностью не изучена. Мы исследовали, могут ли пародонтальные бактерии влиять на статус РФ. Пациентам с доклиническим, впервые возникшим или хроническим РА проводилось пародонтологическое обследование и исследование поддесневого микробиома с помощью секвенирования 16S рРНК. Степень артрита и радиочастотной индукции исследовали на мышах с коллаген-индуцированным артритом (CIA), которым перорально вводили различные виды пародонтальных бактерий. Впоследствии был проведен анализ секвенирования одноклеточной РНК клеток селезенки мыши. У пациентов с доклиническим РА наблюдалось повышенное содержание представителей семейства Porphyromonadacae в поддесневом микробиоме по сравнению с пациентами с впервые возникшим или хроническим РА, несмотря на сопоставимую тяжесть пародонтита у них. Примечательно, что отчетливое поддесневое микробное сообщество было обнаружено между пациентами с высокоположительным РФ и пациентами с отрицательным или низкоположительным РФ (р = 0,022). Инфекции полости рта пародонтальными патогенами P. gingivalis и Treponema denticola у мышей CIA аналогичным образом увеличивали оценку артрита, но приводили к разным уровням радиочастотной индукции. Гены, связанные с передачей сигналов рецепторов В-клеток, пролиферацией, активацией и дифференцировкой В-клеток, а также костимуляцией Т-клеток CD4+ и выработкой цитокинов, были вовлечены в дифференциальную индукцию RF у мышей, подвергшихся воздействию различных бактерий. Таким образом, пародонтальный микробиом может формировать статус РФ, влияя на гуморальный иммунный ответ во время патогенеза РА.

Ревматоидный артрит (РА) — сложное аутоиммунное заболевание, возникающее в результате взаимодействия генетического фона пациентов и триггеров окружающей среды. Пародонтит считается экологическим триггером развития РА, а P. gingivalis, основной пародонтальный патоген, может стимулировать аутоиммунные реакции и развитие артрита1. Инфекция полости рта P. gingivalis вызывала пародонтит и аутоиммунный артрит на экспериментальных животных моделях2,3. У крыс Льюиса, подвергшихся воздействию P. gingivalis, а не контрольного геля, развилось воспаление и разрушение суставов2. Предыдущее исследование нашей группы показало, что у мышей, инфицированных P. gingivalis с коллаген-индуцированным артритом (CIA), наблюдался более тяжелый артрит, чем у неинфицированных мышей CIA, в сочетании с более высоким уровнем цитруллинирования белка в суставах3. В последующем исследовании наша группа также обнаружила, что прекращение пероральной инфекции P. gingivalis антителами против фимбрий восстанавливает усиление аутоиммунного артрита, вызванное инфекцией P. gingivalis4. Эти результаты показывают, что пародонтит и P. gingivalis играют важную роль в патогенезе РА.

Пародонтит преобладает у пациентов с установленным РА; однако он уже присутствует у пациентов с ранним или доклиническим РА, демонстрируя более частый и более продвинутый патогенез, чем контрольная группа5,6,7,8. Шер и его коллеги обнаружили, что поддесневая микробиота пациентов с ранним РА отличается от таковой в контрольной группе, хотя отклонения микробиоты зависели от наличия и тяжести пародонтита9. Напротив, у пародонтально здоровых пациентов с РА была обнаружена отчетливая поддесневая микробиота по сравнению с контрольной группой, что указывает на то, что изменения специфичны для РА10. Недавнее исследование продемонстрировало изменение поддесневой микробиоты с увеличением численности P. gingivalis как в пародонтально здоровых, так и в больных участках у лиц с положительными антителами к цитруллинированному белку (ACPA) и с риском развития RA11. В совокупности это позволяет предположить, что изменения микробиоты пародонта предшествуют развитию РА, независимо от тяжести пародонтита.

200 or < 2500 expressed genes, < 25% of mitochondrial genes, and < 20,000 of UMIs per cell23. Then, the variation coefficient of genes was calculated through Seurat arithmetic. We identified 2000 highly variable genes from each sample by using the ‘vst’ method in Seurat, thus enabling us to align the cells originating from different samples. For dimensionality reduction of all data, principal coordinates analysis (PCoA) was performed based on the first 2000 highest alterable genes. A k-nearest neighbor graph was constructed using Euclidean distances in the space of the first 10 significant principal components. The cells were clustered in a picture using the Louvain modularity optimization algorithm. Then, the final outcomes of unsupervised clustering were visualized via t-distributed stochastic neighbor embedding (tSNE) analysis./p>0.25 log fold change compared with the other clusters and a p <0.05 (eTable 1 in the appendix). The highly differentially expressed genes (DEGs) in each cluster were calculated so they could be manually annotated with their respective cellular identities. The identities were confirmed using scCATCH for automated reference-based annotation24./p>0.1, Kruskal-Wallis test, Fig. 1C). When including all taxonomic levels, differentially abundant taxa among patients with pre-RA, NORA, and chronic RA were identified using LEfSe analysis (Fig. 1D). The Porphyromonadaceae family of bacteria as well as the Saccharimonas species were enriched in patients with pre-RA, whereas Streptococcus anginosus was only enriched in patients with chronic RA./p>