Proinflammatory Pathways Engaged by Oral Pathogen <i>Porphyromonas gingivalis</i> in Upregulation of Matrix Metalloproteinase-9 Expression in Periodontal Disease

Abstract

Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) is a potent endopeptidase implicated in a wide range of inflammatory and neoplastic diseases, including chronic periodontitis, a persistent oral mucosal inflammation attributed primarily to infection by P. gingivalis. Here, we review the signaling pathways engaged by P. gingivalis in controlling the processing and secretion of MMP-9. The induction in oral mucosal expression of MMP-9 by P. gingivalis relays primarily on its key endotoxin, LPS, engagement of TLR4 and the activation of MAPK, ERK and p38 cascades implicated in the stimulation of Rac1 and cPLA 2. The ERK-mediated cPLA 2 phosphorylation plays an essential role in its membrane translocation with Rac1, while p38 localization with Rac1 promotes cPLA 2 activation and the induction in MMP-9. Moreover, the induction in MMP-9 secretion by the LPS and the modulatory influence of peptide hormone, ghrelin, occur at the level of MMP-9 processing between ER and Golgi, with the involvement of factors that control secretory cargo sorting, Arf1 GTPase and PKD2. The secretion of MMP-9, furthermore, occurs in concert with the changes in stability dynamics of microtubules (MTs), which affect the Golgi localization of Arf1 and the recruitment and activation of PKD2. The induction in MMP-9 secretion by LPS is accompanied by the enhancement in MT stabilization and α-tubulin phosphorylation on Ser, while the MT destabilization associated with the modulatory influence of ghrelin, is manifested by α-tubulin phosphorylation on Tyr. Thus, the factors capable of affecting MT dynamics and MMP-9 secretion present a tempting target for the therapeutic intervention in the treatment of chronic periodontitis.

Ймовірність Розвитку Стоматологічної Патології У Дітей, Які Проживають В Зонах Різного Антропогенного Навантаження На Основі Молекулярно-Генетичної Оцінки Маркерів Метаболізму Сполучної Тканини Col2a1 Та Mmp9

“…Показано также, что у подростков с недифференцированной дисплазией соединительной ткани наблюдаются отклонения частот аллелей и генотипов ферментов детоксикации ксенобиотиков в форме накопления функционально активных аллелей генов некоторых ферментов 1 фазы, и функционально неполноценных аллельных вариантов и генотипов генов нескольких ферментов 2 фазы детоксикации эндо-и ксенобиотиков [10]. В нашем исследовании дети, у которых выявлен полиморфизм гена соединительной ткани, также являются носителями функционально неполноценных аллельных вариантов одного из генов глутатион-трансферазы (неопубликованные данные).…”