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シェーグレン症候群における唾液の役割

シェーグレン症候群における唾液生成の問題とその影響を探る。

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唾液の生成とシェーグレン症唾液の生成とシェーグレン症候群な要因を探る。自己免疫疾患による唾液の喪失に関わる重要
目次

唾液は口の健康を保つのにめっちゃ大事だよね。いろんな役割があってさ:

  • 口を湿らせて、話したり飲み込んだりするのを手助けする。
  • pHのバランスを取って、歯を守る。
  • 有害なバイ菌を撃退する。
  • 食べ物の味を感じるのを助ける。
  • 消化プロセスを始める。

唾液は主に3つの大きな腺から出てくるんだ:顎下腺、耳下腺、舌下腺。この他にも、唇や舌、頬にも小さい腺があるよ。唾液はアシナル細胞っていう特別な細胞で作られて、口に届く前に導管で調整されるんだ。このアシナル細胞が唾液を作るのに重要なんだよね。

唾液はどうやって作られるの?

唾液を作るプロセスは、アシナル細胞で塩素イオン(Cl-)が動くところから始まるんだ。Cl-を運ぶのに、これらの細胞は特別な構造を持ってて、片側は血管に面して、もう片側は唾液導管に開いてる。血管に面している側では、塩素イオンがNKCC1っていう輸送体を通ってアシナル細胞に入るんだ。

食べ物を噛んだり匂いを嗅いだりすると、神経からアセチルコリン(ACh)っていう化学物質が放出されるよ。この化学物質がアシナル細胞の特別な受容体を刺激して、細胞内のストレージからカルシウムイオン(Ca2+)が放出されるんだ。カルシウムが増えると、TMEM16aっていうチャンネルが活性化されて、Cl-が導管に入って、水も一緒に流れ込んで唾液が作られるんだ。

唾液の生産が減る問題

時々、体が十分な唾液を作れないことがあって、これを口腔乾燥症(xerostomia)って言うんだ。これは、特定の薬を服用したり、頭頸部の癌に対する放射線治療を受けたり、シェーグレン症候群SS)っていう病気があるときに起こることがあるよ。

シェーグレン症候群は自己免疫疾患で、体の免疫システムが唾液や涙を作る腺を誤って攻撃しちゃうんだ。これによって口や目が乾燥することが多い。SSには、単独で発症する一次型と、関節炎やループスみたいな他の病気と一緒に現れる二次型の2つがあるよ。

この病気は主に40代、50代の女性に多く見られる。症状を和らげる治療法はあるけど、完治することはないんだ。SSの正確な原因は完全には理解されていないけど、遺伝的要因、環境的要因、ホルモン、そしておそらくウイルス要因の組み合わせが関係していると思われるよ。

シェーグレン症候群の診断方法

医者は通常、唾液腺の働きをチェックしたり、免疫細胞が腺を侵入している兆候を探したり、小唾液腺の損傷を確認したり、SSで一般的な特定の自己抗体をテストすることでSSを診断するんだ。面白いことに、初期段階のSSでは、唾液の生産が著しく減っているのに、腺組織にはあまり目に見えるダメージがないこともあるよ。

シェーグレン症候群に関する研究

SSをよりよく理解するために、研究者たちはマウスモデルを作ったんだ。このモデルを使って、病気の進行を見たり潜在的な治療法を試したりすることができるよ。一つのモデルは、STING経路と呼ばれる経路を活性化するもので、これは感染に似た反応を引き起こすと考えられているんだ。

この経路が活性化されると、炎症や免疫反応が引き起こされ、明らかな腺へのダメージがないのに初期のSSの症状に似た状態になるんだ。このモデルを使って、研究者たちは唾液の生産を測定したり、腺内の細胞で何が起きているか調べたりしている。

マウスモデルにおける唾液の生産

このマウスモデルを使った研究では、STING経路を活性化すると唾液の生産にどう影響するかを調べたんだ。腺を刺激した後、マウスの唾液生産が普通のマウスに比べてかなり少ないことが分かったよ。

顕微鏡で細胞を見ると、いくつかの免疫細胞が腺に入っていたけど、腺自体に大きなダメージは見えなかった。このことから、病気の初期は唾液の生産が減ることから始まる可能性があるってことが示唆されてるんだ。

唾液腺におけるカルシウムシグナルの理解

カルシウムシグナルは唾液の生産にとってめっちゃ重要なんだ。この研究では、刺激に対して細胞内の平均カルシウム濃度が上がっていたけど、カルシウムが細胞内で広がる様子が乱れていたんだ。適切な場所に集中する代わりに、カルシウムシグナルがもっと広がってたから、細胞の唾液を作る能力に影響を与えたと思われるよ。

TMEM16aと唾液分泌

TMEM16aは塩素イオンが動くのを許すチャンネルで、唾液分泌には欠かせないものだよ。研究者たちはこのチャンネルを詳しく見て、細胞内の量と位置は普通だったけど、STING活性化マウスでは活動がかなり低かったことを発見したんだ。この結果、通常このチャンネルを活性化するのに必要なメカニズムが損なわれていることが示唆されてる。でも、チャンネル自体が欠けてるわけじゃないし、位置も間違ってなかったんだ。

ミトコンドリア機能と唾液生産

細胞のエネルギー源として知られるミトコンドリアも、このプロセスにおいて重要なんだ。STING活性化モデルでは、アシナル細胞においてミトコンドリアの形が変わったり、数が減ったりしていることが分かったよ。この変化は細胞のエネルギー供給に影響を与えて、唾液生産能力を低下させる可能性があるんだ。

先進的なイメージング技術を使って、これらの細胞のミトコンドリアがより断片的に見えることを発見したんだ。これはSS患者に見られる所見と一致しているよ。この研究では、ミトコンドリアの膜電位や全体の健康を見て、機能を評価しているんだ。

結論

この研究は、シェーグレン症候群における唾液生産減少の初期イベントについての理解を深めるもので、カルシウムシグナルとミトコンドリア機能の変化が唾液腺の唾液生産能力の低下に重要な役割を果たしていることを示しているよ。これらのプロセスを理解することは、シェーグレン症候群のような病気のより良い治療法を見つけたり、影響を受けた人の生活の質を改善したりするために必要なんだ。

オリジナルソース

タイトル: Dysregulated Ca2+ signaling, fluid secretion, and mitochondrial function in a mouse model of early Sjogrens syndrome

概要: Saliva is essential for oral health. The molecular mechanisms leading to physiological fluid secretion are largely established, but factors that underlie secretory hypofunction, specifically related to the autoimmune disease Sjogrens syndrome (SS) are not fully understood. A major conundrum is the lack of association between the severity of inflammatory immune cell infiltration within the salivary glands and glandular hypofunction. In this study, we investigated in a mouse model system, mechanisms of glandular hypofunction caused by the activation of the stimulator of interferon genes (STING) pathway. Glandular hypofunction and SS-like disease were induced by treatment with 5,6-Dimethyl-9-oxo-9H-xanthene-4-acetic acid (DMXAA), a small molecule agonist of murine STING. Contrary to our expectations, despite a significant reduction in fluid secretion in DMXAA-treated mice, in vivo imaging demonstrated that neural stimulation resulted in greatly enhanced spatially averaged cytosolic Ca2+ levels. Notably, however, the spatiotemporal characteristics of the Ca2+ signals were altered to signals that propagated throughout the entire cytoplasm as opposed to largely apically confined Ca2+ rises observed without treatment. Despite the augmented Ca2+ signals, muscarinic stimulation resulted in reduced activation of TMEM16a, although there were no changes in channel abundance or absolute sensitivity to Ca2+. However, super-resolution microscopy revealed a disruption in the intimate colocalization of Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor Ca2+ release channels in relation to TMEM16a. TMEM16a channel activation was also reduced when intracellular Ca2+ buffering was increased. These data are consistent with altered local coupling between the channels contributing to the reduced activation of TMEM16a. Appropriate Ca2+ signaling is also pivotal for mitochondrial morphology and bioenergetics and secretion is an energetically expensive process. Disrupted mitochondrial morphology, a depolarized mitochondrial membrane potential, and reduced oxygen consumption rate were observed in DMXAA-treated animals compared to control animals. We report that early in SS disease, dysregulated Ca2+ signals lead to decreased fluid secretion and disrupted mitochondrial function contributing to salivary gland hypofunction and likely the progression of SS disease.

著者: David I Yule, K.-T. Huang, L. E. Wagner, T. Takano, X.-X. Lin, H. Bagavant, U. Deshmukh

最終更新: 2024-06-26 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.19.585719

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.19.585719.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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