$-Amyloid

particular focus on the co-infection by P. gingivalis and F. nucleatum.  
Chapter  XIII  -Periodontitis  is  a  major  chronic  inflammatory  disease  that  destroys 
periodontal  tissue  and  eventually  results  in  tooth  loss.  Although  periodontitis  is  a  local 
disease,  its  chronic  status  triggers  systemic  inflammatory  diseases  including  severe  type  2 
diabetes,  heart  disease,  cancer  and  atherosclerosis.  Therefore,  the  development  of  new 
treatments  for  periodontitis  contributes  to  the  effective  inhibition  of  systemic  inflammatory 
diseases. 
High  Mobility  Group  Box-1  (HMGB1),  a  primarily  nuclear  protein,  is  present  in  many 
eukaryotic  cells  and  is  highly  conserved  between  species.  HMGB1  appears  to  have  distinct 
functions in cellular systems. It acts as an intracellular regulator of transcription and plays a 
crucial role in the maintenance of DNA function. Extracellular HMGB1 released by various 
cell  types  (i.e.  macrophages/monocytes,  endothelial  cells  and  pituicytes),  or  necrotic  cells, 
stimulated  by  lipopolysaccharide  (LPS)  or  tumor  necrosis  factor-
-
proinflammatory  cytokine  through  the  multi-ligand  receptor  for  advanced  glycation  end-
products  (RAGE)  and  toll-like  receptors  (TLRs)  2  and  4.  Extracellular  HMGB1  plays  a 
critical  role  in  the  progression  of  chronic  inflammatory  diseases,  such  as  septic  shock, 
rheumatoid arthritis, diabetes and atherosclerotic lesions. Recent studies show that HMGB1 is 
continuously  released  from  gingival  epithelial  cells  modulated  by  TNF-   and  expressed  in 
epithelial tissues of patients with periodontitis. HMGB1 may be involved in the progression 
of periodontitis as a novel inflammatory mediator. Therefore, understanding the mechanisms 
underlying  the  functions  of  HMGB1  may  lead  to  novel  therapeutic  approaches  for  chronic 
periodontitis and help to prevent systemic inflammatory diseases.  
This  review  summarizes  the  current  knowledge  on  HMGB1,  including  its  correlation 
with disease and preventive medicine. 
Chapter  XIV  -  Chronic  periodontal  diseases  include  a  group  of  inflammatory  diseases 
that  affect  periodontal  supporting  tissues  of  the  teeth  and  encompass  destructive  and 
nondestructive  conditions.  Periodontal  diseases  are  multifactorial  and  the  role  of  dental 
biofilm  in  their  initiation  is  primary.  However,  whether  dental  biofilm  affects  a  particular 

---

Preface 
xiii 
subject, what form the disease takes and how it progresses, are all dependent of a wide variety 
of factors. Therefore, the objective of this chapter is to outline the risk factors described for 
the  most  prevalent  chronic  periodontal  diseases  (plaque  induced  gingivitis  and  chronic 
periodontitis) and to explain some basic concepts related to the current understanding of the 
role of these risk factors based on in vitro, animal and human studies. The review will focus 
on the factors that may be associated with a direct increase in the likelihood of occurrence of 
disease  or  an  increase  in  its  severity.  The  following  factors  will  be  discussed:  1)  host 
characteristics, such as age, gender and race; 2) social and behavioral factors (socioeconomic 
status, cigarette smoking and emotional stress); 3) systemic factors, e.g. diabetes mellitus and 
osteoporosis;  4)  genetic  factors;  5)  tooth-level  factors  (root  grooves,  tooth  position,  caries, 
occlusal  discrepancies,  iatrogenic  restorations,  root  abnormalities  and  periodontal 
parameters); and 6) the microbial composition of dental biofilm. Finally, this chapter will also 
present  literature-based  evidence  on  predictive  factors  associated  with  patients  and  tooth 
susceptibility  for  recurrence  of  periodontitis  after  the  end  of  the  active  periodontal  therapy 
and will examine the use of some prognostic models which may be useful for clinicians in the 
identification high-risk groups of patients. 
Chapter  XV  -  The  oral  cavity  is  a  warm,  moist  environment,  in  which  a  number  of 
microorganisms  colonize  and  live  in  harmony  as  a  community,  a  so-called  biofilm.  In  this 
environment, antimicrobial peptides may play a critical role in maintaining normal oral health 
and  controlling  innate  and  acquired  immune  systems  in  response  to  continuous  microbial 
challenges in periodontal disease. Two major families of antimicrobial peptides, found in the 
oral  cavity,  are  defensin  and  cathelicidin.  Members  of  the  defensin  family  are  cysteine-rich 
peptides, synthesized by plants, insects, and mammals. These peptides vary in length and in 
the number of disulfide bonds, and have a beta-sheet structure. In the oral cavity, four alpha-
defensins are synthesized  and  stored in neutrophil  granules,  which are  converted into active 
peptides by proteolytic processing, while three human beta-defensins (hBDs), hBD-1, hBD-2, 
and  hBD-3,  are  predominantly  produced  by  oral  epithelial  cells.  The  only  member  of  the 
cathelicidin family found in humans is LL-37, an alpha-helical peptide that contains 37 amino 
acids  and  begins  with  two  leucines  at  its  NH3-terminus.  LL-37  is  derived  from  enzymatic 
cleavage of a precursor peptide, namely, human cationic antimicrobial peptide-18. Clinically, 
differential  expression  of  antimicrobial  peptides  has  been  reported  in  specific  types  of 
periodontal disease, and their presence has been shown in saliva and gingival crevicular fluid. 
Current evidence suggests that alpha-defensins, beta-defensins, and LL-37 have distinct, but 
overlapping,  roles  in  antimicrobial  and  pro-inflammatory  activities.  Several  studies  have 
shown  antimicrobial  activities  of  hBD-2,  hBD-3,  and  LL-37  against  several  periodontal 
pathogens, suggesting their potential role as antimicrobial agents for periodontal disease. The 
clinical  significance  of  antimicrobial  peptides  in  periodontal  disease  has  recently  been 
demonstrated  in  morbus  Kostmann  syndrome,  a  severe  congenital  neutropenia,  in  which 
chronic  periodontal  infection  in  young  patients,  resulting  from  a  deficiency  of  neutrophil-
derived antimicrobial peptides, causes early tooth loss. Although researchers initially focused 
their attention on antimicrobial activities, it is now becoming evident that defensins and LL-
37 are multifunctional molecules that mediate various host immune responses, and may thus 
represent essential molecules of innate immunity in periodontal disease. In this chapter, basic 
knowledge and the clinical importance of antimicrobial peptides in periodontal disease will be 
discussed in detail. 

---

---

In: Periodontal Disease: Symptoms, Treatment and Prevention 
ISBN 978-1-61761-739-3 
Editor: Sho L. Yamamoto, pp. 1-29 
© 2011 Nova Science Publishers, Inc. 
 
 
 
 
 
 
 
Chapter I