Activation of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) by supernatant of anaerobic bacteria cultivated from periodontal pockets - Kassara Pattamapun (Chulalongkorn University, 2002)
เป็นที่ยอมรับกันว่าเอนไซม์ในกลุ่มเมทริกเมทัลโลโปรติเนส (matrix metalloproteinases: MPs) ที่สร้างและหลั่งโดยเซลล์ในเนื้อเยื่อปริทันต์มีบทบาทที่สำคัญต่อกระบวนการทำลายเนื้อเยื่อในโรคปริทันต์ การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะศึกษาผลของสารหลั่งจากแบคทีเรียแกรมลบชนิดรวมหลายสายพันธุ์ที่ไม่ต้องการออกซิเจนในการเจริญเติบโตโดยเพาะเลี้ยงจากร่องบึกปริทันต์ และสารหลั่งจากแบคทีเรียสายพันธุ์ Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) รวมถึงผลของไลโพโพลีแซคคาไลด์ (lipopolysaccharide, LPS) ที่สกัดจากแบคทีเรียสายพันธุ์ P. gingivalis ต่อการสร้างและการกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ MMP-2 ในเซลล์สร้างเส้นใยที่เพาะเลี้ยงจากเนื้อเยื่อเหงือก (HGF) และเอ็นยึดปริทัน๖ (HPDL) ของมนุษย์ เซลล์ HGF และ HPDL ถูกเลี้ยงในสภาวะที่มีและไม่มีสารหลั่งจากแบคทีเรียแกรมลบชนิดรวมหลายสายพันธุ์หรือสารหลั่งจาก P. gingivalis เป็นเวลา 48 ชั่วโมง วิเคราะห์การแสดงออกของยีนในระดับการสังเคราะห์อาร์เอ็นเอนำรหัส (mRNA) ด้วยเทคนิค RT-PCR และ การสร้างโปรตีนชนิด MMP-2 ด้วยการวิเคราะห์ทางเวสเทินร์ (Western analysis) และศึกษาผลการกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ MMP-2 ด้วยเทคนิคไซโมกราฟี (Zymography) ผลศึกษาพบว่าสารหลั่งจากแบคทีเรียแกรมลบชนิดรวมหลายสายพันธุ์และสารหลั่งจาก P gingivalis สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ MMP-2 โดยการกระตุ้นนี้ไม่มีผลต่อการการเปลี่ยนแปลงของอาร์เอ็นเอนำรหัสและระดับของโปรตนี MMP-2 กลไกการกระตุ้นนี้สามารถถูกยับยั้งได้ด้วยสารยับยั้งการทำงานของนิวเคลียร์แฟคเตอร์-แคบปาบี (NF-kb) และสารคีเลต (EDTA, phenanthroline) ในขณะที่ตัวยับยั้งการทำงานเอนไซม์ในกลุ่มซีรีนโปรตีนเอส (aprotinin, PMSF) ไม่มีผลยับยั้งการกระตุ้นดังกล่าว ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ HGF และ HPDL สามารถตอบสนองต่อสารหลั่งจากแบคทีเรียได้โดยตรงและทำให้ระดับ MMP-2 ที่อยู่ในสภาพพร้อมที่จะทำงานเพิ่มสูงขึ้น ในการทดลองถัดมาเป็นการศึกษาผลของ LPS ที่สกัดจาก P. gingivalis ที่มีต่อเซลล์ HGF และ HPDL พบว่าสามารถกระตุ้นการงานของเอนไซม์ MMP-2 ได้โดยใช้กลไกที่แตกต่างจากการกระตุ้นโดยสารหลั่งจากแบคทีเรีย เนื่องจากกลไกการกระตุ้นเอนไซม์ MMP-2 ด้วย LPS นั้น ไม่สามารถยับยั้งได้ด้วยสารคีเลต ส่วนสารยับยั้ง NF-kB จะสามารถยับยั้งการกระตุ้นเอนไซม์ MMP-2 ได้เพียงบาส่วน นอกจากนี้ผลของ LPS ที่สกัดจาก P. gingivalis กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ MMP-2 ได้โดยตรงและกลไกที่ถกยับยั้งได้โดย aprotinin และ PMSF แสดงให้เห็นว่า LPS ที่สกัดจาก P. gingivalis สามารถกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ MMP-2 ได้ 2 คือผ่านการทำงานของ NF-kB และฟ่านการกระตุ้นโดยตรงด้วย serine protease activity ของ LPS ผลของการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงบทบาทที่สำคัญของสารหลั่งจากแบคทีเรียแกรมลบชนิดรวมหลายสายพันธุ์และสารหลั่งจากแบคทีเรียสายพันธุ์ P. gingivalis รวมทั้ง LPS ของ P gingivalis ที่มีผลโดยเตรงต่อเซลล์ในเนื้อเยื่อปริทันต์ โดยสามารถเหนี่ยวนำการกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ MMP-2 ที่สร้างและหลั่งจากเซลล์สร้างเส้นใย HGF และ HPDL นำไปสู่การทำลายเนื้อเยื่ออย่างเรื้อรังในโรคปริทันต์