Localization and expression profiles of gingival monocyte chemoattractant protein‑1‑induced protein‑1 (MCPIP‑1) and mucosa‑associated lymphoid tissue lymphoma translocation protein 1 (MALT‑1)

Abstract

Objectives: The purposes of this study were to localize monocyte chemoattractant protein-1-induced protein-1 (MCPIP-1) and its suppressor mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma translocation protein 1 (MALT-1) in gingival tissues and to profile their protein expression levels in relation to the clinical inflammation, Porphyromonas gingivalis colonization, and interleukin (IL)-8 levels. Materials and methods: Study samples were collected from two independent study populations: (1) Gingival tissues were collected from eight periodontally healthy individuals and eight periodontitis patients to localize MCPIP-1 and MALT-1 immunohistochemically, and (2) forty-one gingival tissue samples with marginal, mild, or moderate to severe inflammation were collected from 20 periodontitis patients to determine MCPIP-1 and MALT-1 levels using immunoblots, P. gingivalis levels with qPCR, P. gingivalis gingipain activities with fluorogenic substrates, and IL-8 levels with multiplex technique. Results: MCPIP-1 was detectable in the epithelium and in connective tissue, being especially prominent around the blood vessel walls in healthy periodontal tissues. MALT-1 was observed at all layers of gingival epithelium and especially around the accumulated inflammatory cells in connective tissue. No difference in gingival tissue MCPIP-1 and MALT-1 levels was observed in relation to the severity of gingival inflammation. MALT-1 levels were elevated (p = 0.023) with the increase in tissue P. gingivalis levels, and there was an association between MALT-1 and IL-8 levels (β = 0.054, p = 0.001). Conclusions: Interactions of MALT-1 levels with gingival tissue P. gingivalis counts and IL-8 levels suggest that activation of MALT-1 can take part in P. gingivalis-regulated host immune responses. Clinical relevance: Pharmacological targeting the crosstalk between immune response and MCPIP-1/MALT-1 may have benefits in periodontal treatment.

Monosyyttien kemoattraktanttiproteiinin 1 indusoima proteiini 1 (MCPIP-1) ribonukleaasina osallistuu proinflammatoristen sytokiinien post-transkriptionaaliseen säätelyyn. Lisäksi MCPIP-1 deubikitinaasina hillitsee tumatekijä-kappaB- (NF-κB) signalointiketjua ja näin vähentää proinflammatoristen sytokiinien transkriptiota ja translaatiota. Limakalvoon liittyvä imukudoksen lymfooman translokaatioproteiini 1 (MALT-1) muodostaa kahden muun proteiinin kanssa proteiinikompleksin, joka muun muassa aktivoi NF-κB-signalointiketjua. Lisäksi se parakaspaasina hajottaa MCPIP-1-proteiinia. Parodontiitti on hampaan kiinnityskudosten tulehdussairaus, mikä johtuu epätarkoituksenmukaisesta immuunivasteesta hampaan kiinnityskudoksia vastaan. Sekä MCPIP-1 ja MALT-1 ovat tärkeitä immuunijärjestelmän säätelyssä, kuitenkin MCPIP-1:n ja MALT-1:n ilmenemisprofiileista ja niiden suhteesta infektioon ja inflammaatioon ienkudoksessa tiedetään hyvin vähän. Tämän työn tavoitteena on selvittää MCPIP-1:n ja MALT-1:n sijainnit ienkudoksessa ja määrittää, miten kyseisten proteiinien pitoisuus ienkudoksessa on yhteydessä parodontiitin kliiniseen vaikeusasteeseen, Porphyromonas gingivaliksen kolonisaatioon ja interleukiini (IL)-8-pitoisuuteen. Yhteensä 57 kudosnäytettä kerättiin kahdesta erillisestä populaatiosta. Ensimmäisestä populaatiosta kerättiin 16 ienkudosnäytettä, joista 8 terveistä ja 8 parodontiittia sairastavista yksilöistä. Näiden ienkudosnäytteiden avulla määritettiin MCPIP-1:n ja MALT-1:n sijainnit ienkudoksessa immunohistokemiallisella tutkimusmenetelmällä. Toisesta populaatiosta kerättiin 41 ienkudosnäytettä yhteensä 20:stä parodontiittia sairastavasta yksilöstä. Ienkudosnäytteet jaettiin parodontiitin vaikeusasteen mukaan kolmeen ryhmään: lievään, keskivaikeaan ja vaikeaan. MCPIP-1:n, MALT-1:n pitoisuuksien määrittämiseksi käytettiin immunoblotting-menetelmää ja IL-8 pitoisuuksien määrittämiseksi käytettiin immuunimääritysmetelmää. P. gingivaliksen tunnistamisessa ja kolonisaatiotason määrityksessä käytettiin reaaliaikaista polymeraasiketjureaktiomenetelmää. MCPIP-1:tä ja MALT-1:tä todettiin esiintyvän epiteelissä ja sidekudoksessa sekä terveiden koehenkilöiden, että parodontiittipotilaiden ienkudosnäytteissä. MCPIP-1- tai MALT-1-pitoisuudessa ei havaittu tilastollisesti merkitsevää eroa suhteessa parodontiitin vaikeusasteeseen. Näytteissä MCPIP-1-pitoisuus oli karkeasti kääntäen (p=0,052) ja MALT-1-pitoisuus suoraan (p=0,023) verrannollinen P. gingivaliksen kolonisaatiotasoon. Tutkimuksissa havaittiin myös, että MALT-1- ja IL-8-pitoisuuden välillä on tilastollisesti merkitsevä yhteys (p=0,001). Tutkimustulokset viittaavat ienkudoksen MALT-1-pitoisuuden olevan yhteydessä P. gingivaliksen kolonisaatiotasoon ja IL-8-pitoisuuteen.