The Oral Epithelial Cell : An Active Player in Recurrent Aphthous Ulcers

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-1256-9
Title: The Oral Epithelial Cell : An Active Player in Recurrent Aphthous Ulcers
Alternative title: Suun epiteelisolu : aktiivinen tekijä toistuvissa suun alueen haavaumissa eli aftoissa
Author: Al-Samadi, Ahmed
Contributor organization: University of Helsinki, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine, Faculty of Medicine
Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta, kliininen laitos
Helsingfors universitet, medicinska fakulteten, institutionen för klinisk medicin
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2015-06-12
Language: eng
Belongs to series: Dissertationes Scholae Doctoralis Ad Sanitatem Investigandam Universitatis Helsinkiensis - URN:ISSN:2342-3161
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-1256-9
http://hdl.handle.net/10138/154757
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Recurrent aphthous ulcer (RAU) is an ulcerative disease of the oral mucosa characterised by the appearance of ulcerations in the oral mucosa accompanied by an erythematous halo area surrounding the ulcer and showing signs of acute inflammation. While RAU affects approximately 20% of the population globally, its pathogenesis remains poorly understood. Furthermore, most studies concentrate on treatment while few address the pathogenesis of the disease. This project aimed to determine the mechanisms of oral epithelial cell death in RAU, the role of these cells in disease pathogenesis in terms of toll-like receptor (TLR) expression, and the ability of the these cells to produce chemokines, pro-inflammatory cytokines, and antimicrobial peptides. Together these may first aggravate and, then, down-regulate the inflammation and initiate the healing process. For this purpose, we collected 13 aphthae and 11 healthy control biopsies for immunohistochemical staining, immunofluorescence staining, and quantitative PCR. For functional studies, we cultured primary oral keratinocytes and oral squamous cell carcinoma cell-line SCC-25 and tested their responses to different stimuli. Our results highlight the importance of oral epithelial cells in RAU; interestingly, oral epithelial cells in RAU tested positive for apoptosis markers caspase-3, especially at the superficial and spinous layer, and TUNEL, but negative in controls. We also found that TLRs are primarily present in the basal and suprabasal layers of control epithelium, but their expression extends to the superficial layer in RAU epithelium. Additionally, we found significally higher expressions of tumour necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-8 (IL-8), IL-17C, and beta defensin 2 (BD-2) in RAU oral epithelium compared with control epithelium. Functional studies on cultured primary oral keratinocytes and SCC-25 supported our results from RAU biopsies since these cells responded to damage-associated molecule patterns (DAMPs), such as self-DNA and pro-inflammatory cytokines including IL-17C, TNF-α, and interferon gamma (IFN-γ), through a significant increase in the expression of selected molecules including TLR2, TNF-α, and BD-2. Based on our findings, RAU may begin with a strong initiating factor activating a self-amplificatory cycle. This cycle is characterised by the induction of epithelial cells apoptosis at the superficial layer down to the basal layer, a change in the pattern of TLR distribution, the up-regulation of several chemokines and pro-inflammatory cytokines, and, finally, the secretion of antimicrobial peptides initating the healing process. As a result of the lack of adaptive immunity in RAU, the cycle recurs when the mucosa is subjected to an initiating factor of the same sequence.Toistuva suun alueen haavauma eli afta (RAU) on akuutti tulehdus, joka vaikuttaa suun limakalvolla. Haavauma ilmestyy muutamassa tunnissa ja kestää 5-10 päivää, jonka aikana tulehdus lievittyy ja haava paranee itsestään. Taudille ominaista on limakalvon pintakudoksen eli epiteelin menetys, joka näkyy kliinisesti valkoisena tai harmaana alueen jota ympäröi punainen halo, joka saattaa viitata tulehduksen aktiivisuuteen. Akuutin tulehduksen seurauksena, vauriokohtaan kertyy useita erityyppisiä tulehdussoluja, jotka voivat taistella taudinaiheuttajia eli mikrobeja vastaan, joilla on helppo pääsy suun limakalvolle suojaamattoman haava-alueen kautta ja toisaalta myös lisätä tulehdusta, jota pidetään ensimmäisenä askeleena kohti paranemista. Vaikka RAU:ta esiintyy noin 20% väestöstä ympäri maailmaa, sen synty ja laukaisevat tekijät ovat tuntemattomia. Useimmat tutkimukset keskittyvät taudin hoitoon ja vain harvat näistä tutkimuksista ovat selvittäneet taudin syntymekanismia. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää limakalvon epiteelisolujen merkitystä RAU:n synnyssä sekä niiden ohjelmoitua solukuolemaa eli apoptoosia sääteleviä tekijöitä. Taudin patogeneesin kannalta merkittäviä tekijöitä tutkittiin niin lähetti RNA kuin proteiini tasolla potilaiden että terveiden verrokkien suun limakalvon koepaloista. Lisäksi tutkittiin joidenkin näiden molekyylien vaikutusta viljeltyihin suun limakalvon epiteelisoluihin. Tuloksemme korostavat suun limakalvon epiteelisolujen merkitystä aftojen synnyssä. Mielenkiintoista oli, että ne ilmensivät solukuolemaan liittyviä markkereita sekä sen seurauksena soluista vapautuvia vaarasignaaleja. Osoitimme myös, että taudinaiheuttajia sekä vaarasignaaleja tunnistavat reseptorit ovat läsnä normaalin limakalvon levyepiteelin alemmissa kerroksissa, mutta esiintyvät RAU potilaiden epiteelillä myös pintakerroksissa. Proinflammatoriset sytokiinit ja kemokiinit olivat myös merkittävästi koholla RAU potilaan epiteelillä, kuten myös paranemiseen liittyvät antimikrobiset peptidit. Soluviljelykokeet viljellyillä suun epiteelisoluilla tukivat näitä tuloksia; epiteelisolut pystyivät vastaamaan erityyppisten vaarasignaalien ja proinflammatoristen sytokiinien ärsykkeisiin lisäämällä tutkittujen molekyylien eritystä. Edellä esitetyn perusteella hypotetisoimme, että RAU käynnistää itseään aktivoivan syklin. Tälle syklille on ominaista epiteelisolujen apoptoosi, muutos vaarasignaalien ja taudinaiheuttajien sekä näitä tunnistavien reseptorien esiintymisessä, useiden kemokiinien ja pro-inflammatoristen sytokiinien ilmenemisen lisääntyminen sekä antimikrobisten peptidien eritys, jotka yhdessä säätelevät tulehdusta ja aloittavat paranemisprosessin.
Subject: dentistry
Rights: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
theorale.pdf 55.98Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record