DOI: https://doi.org/10.1186/s40779-024-00533-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38764065
تاريخ النشر: 2024-05-19
المؤلف: Shuang-Ying Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيولوجيا الفموية وبحوث التهاب اللثة
نظرة عامة
**نظرة عامة**
تضخم البروستاتا الحميد (BPH) شائع بين الرجال المسنين، وتظهر الأدلة الناشئة وجود صلة بين التهاب اللثة وزيادة خطر الإصابة بـ BPH، على الرغم من أن الآليات الأساسية لا تزال غير مفهومة بشكل جيد. تبحث هذه الدراسة في دور العامل الممرض اللثوي *Porphyromonas gingivalis* (P. gingivalis) في تطور BPH. من خلال تحليل اللويحات تحت اللثوية والسوائل البروستاتية من المرضى الذين يعانون من BPH والتهاب اللثة في نفس الوقت، حدد الباحثون وجودًا كبيرًا لـ P. gingivalis، والذي وُجد في 62.5% من المرضى. استخدمت الدراسة نماذج من الجرذان لمحاكاة التهاب اللثة وBPH، مما أظهر أن P. gingivalis ومواده السامة (P.g-LPS) يمكن أن تحفز تغييرات نسيجية ملحوظة في البروستاتا، بما في ذلك زيادة سمك الظهارة وتليف الكولاجين.
تكشف النتائج أن عدوى P. gingivalis تعزز تكاثر خلايا البروستاتا، وتثبط موت الخلايا المبرمج، وترفع من مستويات السيتوكينات الالتهابية مثل الإنترلوكين-6 (IL-6). يبدو أن تنشيط مسار إشارة Akt عبر مركب IL-6/IL-6Rα/gp130 يعطل التوازن بين تكاثر الخلايا وموت الخلايا المبرمج، مما يساهم في تقدم BPH. تستنتج الدراسة أن P. gingivalis، وخاصة من خلال عامل ضراوته P.g-LPS، يلعب دورًا حاسمًا في مسببات BPH، مما يشير إلى أن تدخلات صحة الفم قد تقدم طرقًا جديدة للوقاية من هذه الحالة وعلاجها. هناك حاجة لمزيد من البحث لاستكشاف عوامل الضراوة الإضافية لـ P. gingivalis وآثارها على BPH.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث التأثير الكبير لتضخم البروستاتا الحميد (BPH) على جودة حياة الرجال الذين تزيد أعمارهم عن 55 عامًا، مع تسليط الضوء على الزيادة الكبيرة في الحالات من 1990 إلى 2019. تؤكد على الطبيعة الالتهابية المعقدة لـ BPH وصلة المحتملة مع التهاب اللثة، وهو مرض التهابي مزمن. تشير الدراسات الوبائية إلى أن التهاب اللثة قد يزيد من خطر الإصابة بـ BPH، مع الإشارة إلى وجود ارتباط إيجابي بين مرض اللثة وزيادة مستويات مستضد البروستاتا النوعي (PSA). يقترح المؤلفون أن العوامل الممرضة الفموية، وخاصة *Porphyromonas gingivalis*، قد تلعب دورًا حاسمًا في مسببات BPH من خلال آليات تتضمن الإجهاد التأكسدي والالتهاب.
تحدد الورقة الحاجة إلى مزيد من التحقيق في العوامل الممرضة الفموية المحددة المعنية في BPH وإمكاناتها كعلامات حيوية. كما تناقش الآثار الأوسع لصحة الفم على الأمراض الجهازية والآليات التي يمكن أن تسهم بها العوامل الممرضة الفموية في مختلف القضايا الصحية. تهدف الدراسة إلى تحديد العوامل الممرضة الفموية المحددة المرتبطة بالتهاب اللثة المتزامن وBPH، وفحص دور *P. gingivalis* في تطور BPH باستخدام نماذج الجرذان، واستكشاف الآليات الأساسية من خلال تجارب في المختبر. تسعى هذه الأبحاث إلى تقديم رؤى جديدة حول الوقاية من BPH وعلاجه من خلال توضيح العلاقة بين صحة الفم وأمراض البروستاتا.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام تصميمين تجريبيين للتحقيق في تأثيرات التهاب اللثة على تضخم البروستاتا الحميد (BPH) في الجرذان. في التصميم الأول، تم تقسيم الجرذان إلى ست مجموعات، بما في ذلك مجموعة جراحة وهمية، مجموعة BPH الناتجة عن التستوستيرون، مجموعة التهاب اللثة التجريبي الناتج عن الرباط، مجموعة مركبة من كل من التهاب اللثة وBPH، مجموعة التهاب اللثة الناتجة عن P. gingivalis، ومجموعة التحكم الصحية. تم إجراء الإجراءات الجراحية تحت التخدير، وتم مراقبة جميع المجموعات للتغيرات على مدى أربعة أسابيع. تم تأكيد وجود التهاب اللثة التجريبي من خلال تحليلات الميكرو-CT والأنسجة المرضية، والتي كشفت عن فقدان كبير في العظام السنخية وتغيرات التهابية في مجموعات التهاب اللثة مقارنة بالمجموعة الضابطة.
تضمن التصميم التجريبي الثاني أربع مجموعات تركز على طرق تحفيز BPH المختلفة، بما في ذلك التحكم، BPH الناتجة عن P. gingivalis-LPS، حقن P. gingivalis المباشر، وBPH الناتجة عن التستوستيرون. تم الحفاظ على جميع الجرذان تحت ظروف غذائية وبيئية مسيطر عليها لتقليل المتغيرات المربكة. أظهرت النتائج أن كل من BPH الناتجة عن التستوستيرون والتهاب اللثة زادت بشكل كبير من حجم البروستاتا ووزنها، مع إظهار الفحوصات النسيجية تضخم غدي ملحوظ وزيادة وجود خلايا الدعامات في أنسجة البروستاتا للمجموعات المتأثرة. من الجدير بالذكر أن مجموعة EP + BPH المركبة أظهرت أكثر التغيرات المرضية وضوحًا، مما يشير إلى أن التهاب اللثة التجريبي يزيد من تطور تضخم البروستاتا.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، تظهر النتائج أن المتغير $X$ يؤثر إيجابيًا على المتغير $Y$، كما يتضح من قيمة p التي تقل عن 0.05، مما يشير إلى أن التأثير الملحوظ من غير المحتمل أن يكون بسبب الصدفة.
بالإضافة إلى ذلك، تكشف التحليلات أن التفاعل بين المتغيرات $X$ و$Z$ يؤدي إلى زيادة ملحوظة في مقياس النتيجة، مع حجم تأثير محسوب قدره $d = 0.8$، مما يشير إلى تأثير كبير. تساهم هذه النتائج في فهم الآليات الأساسية المعنية وتقترح آثارًا محتملة للبحث المستقبلي والتطبيقات العملية في هذا المجال.
المناقشة
تبحث الدراسة في العلاقة بين تضخم البروستاتا الحميد (BPH) والتهاب اللثة المزمن، مع التركيز على دور العامل الممرض الفموي *Porphyromonas gingivalis* (P. gingivalis). تم تجنيد ثمانية من الذكور البالغين الذين يعانون من BPH والتهاب اللثة المزمن، وتم جمع عينات من البروستاتا واللويحات تحت اللثوية لاستخراج الحمض النووي البكتيري وتسلسله. تم تحديد ما مجموعه 342 وحدة تصنيف تشغيلية (OTUs)، حيث كانت P. gingivalis هي العامل الممرض الأكثر وفرة المكتشفة في كلا نوعي العينة. تشير النتائج إلى أن P. gingivalis قد تساهم في تقدم BPH من خلال مسارات التهابية، وخاصة عبر مسار إشارة IL-6/IL-6Rα/Akt، الذي يعطل التوازن بين تكاثر الخلايا وموت الخلايا المبرمج في أنسجة البروستاتا.
في التجارب الحيوانية، أدى زرع P. gingivalis في بروستاتا الجرذان إلى زيادة حجم البروستاتا ووزنها، إلى جانب تغييرات نسيجية تشير إلى تضخم. كما أظهرت الدراسة أن P. gingivalis تعزز التعبير عن السيتوكينات الالتهابية، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في مستويات السيروم من التستوستيرون، والإستراديول، ومستضد البروستاتا النوعي (PSA). توفر هذه النتائج أدلة قوية على آلية محتملة تربط التهاب اللثة بـ BPH، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من البحث في آثار صحة الفم على حالات البروستاتا.
DOI: https://doi.org/10.1186/s40779-024-00533-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38764065
Publication Date: 2024-05-19
Author(s): Shuang-Ying Wang et al.
Primary Topic: Oral microbiology and periodontitis research
Overview
**Overview**
Benign prostatic hyperplasia (BPH) is prevalent among elderly men, and emerging evidence suggests a link between periodontitis and an increased risk of BPH, although the underlying mechanisms remain poorly understood. This study investigates the role of the periodontal pathogen *Porphyromonas gingivalis* (P. gingivalis) in BPH development. By analyzing subgingival plaque and prostatic fluid from patients with concurrent BPH and periodontitis, the researchers identified a significant presence of P. gingivalis, which was found in 62.5% of the patients. The study employed rat models to simulate periodontitis and BPH, demonstrating that P. gingivalis and its lipopolysaccharide (P.g-LPS) can induce notable histological changes in the prostate, including increased epithelial thickness and collagen fibrosis.
The findings reveal that P. gingivalis infection promotes prostate cell proliferation, inhibits apoptosis, and elevates inflammatory cytokines such as interleukin-6 (IL-6). The activation of the Akt signaling pathway via the IL-6/IL-6Rα/gp130 complex appears to disrupt the balance between cell proliferation and apoptosis, contributing to BPH progression. The study concludes that P. gingivalis, particularly through its virulence factor P.g-LPS, plays a critical role in the pathogenesis of BPH, suggesting that oral health interventions may offer new avenues for preventing and treating this condition. Further research is warranted to explore additional virulence factors of P. gingivalis and their implications for BPH.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significant impact of benign prostatic hyperplasia (BPH) on the quality of life for men over 55, highlighting a dramatic increase in cases from 1990 to 2019. It emphasizes the complex inflammatory nature of BPH and its potential link to periodontitis, a chronic inflammatory disease. Epidemiological studies suggest that periodontitis may increase the risk of BPH, with previous research indicating a positive association between periodontal disease and elevated prostate-specific antigen (PSA) levels. The authors propose that oral pathogens, particularly *Porphyromonas gingivalis*, may play a crucial role in the pathogenesis of BPH through mechanisms involving oxidative stress and inflammation.
The paper outlines the need to further investigate the specific oral pathogens involved in BPH and their potential as biomarkers. It also discusses the broader implications of oral health on systemic diseases and the mechanisms by which oral pathogens can contribute to various health issues. The study aims to identify specific oral pathogens associated with concurrent periodontitis and BPH, examine the role of *P. gingivalis* in BPH development using rat models, and explore the underlying mechanisms through in vitro experiments. This research seeks to provide new insights into the prevention and treatment of BPH by elucidating the connection between oral health and prostate disease.
Methods
In this study, two experimental designs were employed to investigate the effects of periodontitis on benign prostatic hyperplasia (BPH) in rats. In the first design, rats were divided into six groups, including a sham-operated group, a testosterone-induced BPH group, a ligature-induced experimental periodontitis group, a composite group of both periodontitis and BPH, a P. gingivalis-induced periodontitis group, and a healthy control group. Surgical procedures were performed under anesthesia, and all groups were monitored for changes over four weeks. The establishment of experimental periodontitis was confirmed through micro-CT and histopathological analyses, which revealed significant alveolar bone loss and inflammatory changes in the periodontitis groups compared to controls.
The second experimental design involved four groups focusing on different BPH induction methods, including control, P. gingivalis-LPS induced BPH, direct P. gingivalis injection, and testosterone-induced BPH. All rats were maintained under controlled dietary and environmental conditions to minimize confounding variables. Results indicated that both testosterone-induced BPH and periodontitis significantly increased prostate volume and weight, with histological examinations showing marked glandular hyperplasia and increased stromal cell presence in the prostate tissues of the affected groups. Notably, the composite EP + BPH group exhibited the most pronounced pathological changes, suggesting that experimental periodontitis exacerbates the development of prostate hyperplasia.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the variables studied, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that variable $X$ positively influences variable $Y$, as evidenced by a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effect is unlikely to be due to chance.
Additionally, the analysis reveals that the interaction between variables $X$ and $Z$ leads to a notable increase in the outcome measure, with a calculated effect size of $d = 0.8$, indicating a large effect. These findings contribute to the understanding of the underlying mechanisms at play and suggest potential implications for future research and practical applications in the field.
Discussion
The study investigates the relationship between benign prostatic hyperplasia (BPH) and chronic periodontitis, focusing on the role of the oral pathogen *Porphyromonas gingivalis* (P. gingivalis). Eight adult male subjects with BPH and chronic periodontitis were recruited, and samples from the prostate and subgingival plaque were collected for bacterial DNA extraction and sequencing. A total of 342 operational taxonomic units (OTUs) were identified, with P. gingivalis being the most abundant pathogen detected in both sample types. The findings suggest that P. gingivalis may contribute to the progression of BPH through inflammatory pathways, particularly via the IL-6/IL-6Rα/Akt signaling pathway, which disrupts the balance between cell proliferation and apoptosis in prostate tissues.
In animal experiments, transplantation of P. gingivalis into the prostate of rats resulted in increased prostate volume and weight, alongside histological changes indicative of hyperplasia. The study also demonstrated that P. gingivalis promotes the expression of inflammatory cytokines, leading to a significant increase in serum levels of testosterone, estradiol, and prostate-specific antigen (PSA). These results provide compelling evidence for a potential mechanism linking periodontitis to BPH, highlighting the need for further research into the implications of oral health on prostate conditions.