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京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第23761号 / 医博第4807号 / 新制||医||1056(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 YOUSSEFIAN Shohab, 教授 羽賀 博典, 教授 安達 泰治 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

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O objetivo deste trabalho foi caracterizar a formação e progressão de lesões periapicais induzidas experimentalmente em dentes de camundongos knockout para receptores toll-like 2 (TLR2 KO) comparados a animais wild-type (WT). As lesões periapicais foram induzidas nos primeiros molares inferiores de 28 camundongos WT e de 27 camundongos TLR2 KO. Decorridos 7, 21 e 42 dias da indução da lesão periapical, os animais foram submetidos à eutanásia em câmara de CO2, as mandíbulas foram removidas e submetidas ao processamento histotécnico. A seguir, cortes representativos foram corados com hematoxilina e eosina (HE), para descrição do tecido pulpar e das regiões apical e periapical, em microscopia óptica convencional, e mensuração da área das lesões periapicais, em microscopia de fluorescência. Espécimes sequenciais foram avaliados por meio de: histoenzimologia para a atividade da TRAP, para identificação de osteoclastos; coloração de Brown & Brenn, para localização de bactérias; e imunoistoquímica, para identificação de marcadores da osteoclastogênese (RANK, RANKL, OPG). Os resultados numéricos obtidos da análise morfométrica da extensão da área das lesões periapicais e do número de osteoclastos foram submetidos à análise estatística por meio dos testes não-paramétricos de Mann-Whitney e Kruskal-Wallis, utilizando o software SAS (Statistical Analysis System) for Windows versão 9.1.3. O nível de significância adotado foi de 5%. Os resultados da coloração de Brown & Brenn e Imunoistoquímica foram expressos de maneira qualitativa. O grupo de animais WT apresentou diferença significante na extensão da área das lesões periapicais e no número de osteoclastos entre os períodos experimentais de 7 e 42 dias (p<0,05) e entre 21 e 42 dias (p<0.05). Por outro lado, no grupo de animais TLR2 KO, as diferenças para a extensão da área das lesões periapicais e número de osteoclastos foram encontradas entre os períodos experimentais de 7 e 21 dias (p<0,05) e entre 7 e 42 dias (p<0,05). Quando os períodos dos grupos foram comparados entre si, foram encontradas diferenças estatísticas entre todos os períodos experimentais, tanto para a análise morfométrica da extensão da área das lesões periapicais, quanto para o número de ostoclastos (p<0,05). A análise descritiva do tecido pulpar e das regiões apical e periapical, por meio da coloração de HE, bem como da localização das bactérias, por meio da coloração de Brown & Brenn, não mostrou diferenças entre os dois grupos de animais. Com relação à Imunoistoquímica, as marcações foram semelhantes entre os dois grupos de animais, exceto para as marcações de RANK, as quais não foram encontradas nas lesões periapicais do grupo de animais TLR2 KO. A partir das metodologias empregadas e dos resultados obtidos pode-se concluir que na ausência do TLR2, os animais desenvolveram lesões periapicais significantemente maiores (com maior presença de osteoclastos) quando comparados aos animais WT, sugerindo o importante papel desse receptor na resposta imune e inflamatória do organismo no sentido de combater a infecção do sistema de canais radiculares e dos tecidos perirradiculares. / The aim of the present study was to characterize the formation and progression of periapical lesions experimentally induced in the teeth of toll-like receptors 2 knockout (TLR2 KO) mice compared to wild-type (WT) mice. Periapical lesions were induced in the lower first molars of 28 WT and 27 TLR2 KO mice. After 7, 21 and 42 of periapical lesion induction, the animals were euthanized in a CO2 chamber, and the mandibles were removed and subjected to histotechnical processing. Representative histological sections were stained with hematoxylin and eosin (HE) for description of the features of the pulp tissue and the apical and periapical regions under conventional optical microscopy, and for determination of the size of the periapical lesions under fluorescence microscopy. Sequential specimens were evaluated by: TRAP histo-enzymology for identification de osteoclasts; Brown & Brenn staining for localization of bacteria; and immunohistochemistry for identification of osteoclastogenesis markers (RANK, RANKL, OPG). Data from the morphometric evaluation of the size of periapical lesions and the number of osteoclasts were subjected to statistical analysis by the nonparametric Mann-Whitney and Kruskal-Wallis tests, using the SAS (Statistical Analysis System) software for Windows version 9.1.3. A significance level of 5% was set for all analyses. Data from the Brown & Brenn staining and immunohistochemical analysis were displayed qualitatively. The group of WT mice presented statistically significant difference in the periapical lesion size and number of osteoclasts between the 7- and 42-day experimental periods (p<0.05) as well as between 21 and 42 days (p<0.05). On the other hand, in the group of TLR2 KO mice, significant differences in the periapical lesion size and number of osteoclasts were found between the 7- and 21-day experimental periods (p<0.05) as well as between 7 and 42 days (p<0.05). Comparison of the periods within each group revealed statistically significant differences among all experimental periods for the morphometric evaluation of the size of the periapical lesions and number of osteoclasts (p<0.05). Descriptive analysis of pulp tissue and apical and periapical regions by HE staining and localization of bacteria by Brown & Brenn staining did not show significant differences between the two groups of animals. The immunohistochemical results showed similar immunostaining in both groups of animals, except for RANK expression, which was not observed in the periapical lesions of the TLR2 KO mice. Based on the employed methodology and the obtained results it may be concluded that in the silence of TLR2, the animals developed superior size of periapical lesions (with higher presence of osteoclasts) compared to WT animals, suggesting the important role of this receptor during the immune and inflammatory response against the infection of root canal system and periapical tissues.

Estudos recentes têm demonstrado uma participação importante do receptor toll-like 4 (TLR4) na evolução de doenças envolvendo desordens metabólicas, como a doença do fígado gorduroso não-alcoólico (NAFLD). No entanto, as alterações do metabolismo lipídico que poderiam ser influenciadas pela ativação do TLR4 são desconhecidas. Neste estudo propomos caracterizar o papel do receptor TLR4 no metabolismo de lipídios no fígado de camundongos deficientes para o receptor de LDL, um modelo que desenvolve NAFLD quando submetido a uma dieta rica em gordura saturada e colesterol. Camundongos controle (C57 black6), deficientes para o receptor de LDL (LDLrKO), deficientes para o receptor TLR4 (TLR4KO) ou deficientes para ambos (duplo KO) receberam dieta controle ou hiperlipídica por quatro, oito ou doze semanas. Após o tratamento e sacrifício dos animais, avaliamos o perfil de lipídios plasmáticos, o conteúdo de lipídios do fígado e a expressão gênica de enzimas relacionadas à síntese e degradação de triglicerídeos (TG) e colesterol no fígado. O perfil inflamatório no fígado também foi avaliado. A dieta hiperlipídica induziu uma hipertrigliceridemia e hipercolesterolemia nos animais LDLr KO e duplo KO, sendo que o grupo duplo KO apresentou níveis séricos inferiores de triglicérides (TG) e ácidos graxos livres a partir de oito semanas de tratamento em comparação aos animais LDLrKO. A dieta hiperlipídica também induziu um aumento significativo no conteúdo de TG e de colesterol no fígado de todos os grupos. Na análise da expressão gênica não foram encontradas diferenças na expressão de proteínas relacionadas à síntese de triglicérides e colesterol (ApoB100, MTTP, GPAT1 e GPAT4) entre os grupos. Porém houve aumento significativo na expressão de proteínas relacionadas à oxidação de ácidos graxos (CPT1, MTP, ACOX, PBE, tiolase) e à síntese de ácidos biliares (CYP7a1) no grupo duplo KO em comparação ao grupo LDLr KO. No perfil inflamatório, a expressão de F4/80 demonstrou infiltração de macrófagos significativamente elevada no grupo LDLrKO tratado com a dieta hiperlipídica comparada a todos os outros grupos. No entanto, houve maior expressão de IL-6, IL-1beta e TNF-alfa no grupo duplo KO em comparação ao grupo LDLr KO. Nossos dados sugerem que a ativação do TLR4 no fígado de animais alimentados com uma dieta hiperlipídica pode contribuir para o acúmulo de lipídios e início da esteatose hepática. Estratégias para a inativação hepática do TLR4 podem diminuir a NAFLD não somente devido a diminuição da inflamação, mas por aumentar a oxidação de ácidos graxos no fígado / Recent studies have shown an important role of toll-like receptor 4 (TLR4) in the evolution of diseases involving metabolic disorders, such as non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). However, changes in lipid metabolism regulated by TLR4 activation are still unknown. In this study, we characterized the role of TLR4 receptor in hepatic lipid metabolism of mice deficient for the LDL receptor, a model that develops NAFLD when exposed to a diet rich in saturated fat and cholesterol. We investigated the role of TLR4 activation in the pathogenesis of diet-induced NAFLD by crossing LDLr KO mice with the TLR4 knockout mice (double KO). Animals were fed for 4, 8 or 12 weeks with high-fat diet (HFD) containing 18% saturated fat and 1.25% cholesterol. We evaluated plasma lipid profile, hepatic lipid content and gene expression of enzymes related to the synthesis and degradation of triglycerides and cholesterol in the liver. Liver inflammatory status was also investigated. We observed that HFD induced hypertriglyceri-demia and hypercholesterolemia in LDLr KO and double KO mice, but double KO animals presented lower serum levels of triglycerides and free fatty acids after eight weeks of treatment. HFD also induced a significant increase in liver contents of triglycerides (TG) and of cholesterol in all groups. We did not find differences in the expression of proteins related to triglycerides and cholesterol synthesis (ApoB100, MTTP, GPAT1, GPAT4) between the groups. However, we observed a significant increase in the expression of proteins related to fatty acid oxidation (CPT1, MTP, ACOX, PBE, tiolase ) and bile acid synthesis (CYP7a1) in double KO group in comparison to LDLr KO. Regarding the inflammatory process, F4/80 expression was elevated in LDLr KO mice fed HFD when compared to all groups. On the other hand, IL-6, IL-1beta e TNF-alfa expression was induced by HFD only in double KO mice. Taken together, our results show that TLR4 activation in liver from mice fed on a high-fat diet may contribute to lipid accumulation and steatosis onset. Strategies regarding localized TLR4 inactivation may increase the oxidation of fatty acids and improve NAFLD not only due to decreased inflammation