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歯周病原性プラークにおける栄養共生機構の解明

Research Project

Project/Area Number 16J07311
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Social dentistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

坂中 哲人  大阪大学, 歯学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2017: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2016: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords栄養共生 / 口腔細菌 / 歯周病 / 歯周病原性プラーク / 口腔常在菌 / オルニチン / ポリアミン
Outline of Annual Research Achievements

歯周病は微生物叢の高病原化(Dysbiosis)に由来する疾患である。Dysbiosisに寄与する微生物間の相互作用のひとつに,菌種間で代謝産物を分け合う栄養共生がある。最近我々は,口腔初期付着菌であるStreptococcus gordoniiの産生するオルニチンが,歯周病関連菌Fusobacterium nucleatumを栄養しバイオフィルム形成を促進することを見出した(Sakanaka et al., J Biol Chem, 2015)。本研究では,S. gordoniiとF. nucleatum間で行われる栄養共生現象の全容解明を目指すとともに,それがDysbiosisに及ぼす影響について評価することを試みた。
共培養実験を行ったところ,F. nucleatum単独培養時と比べ,共培養時ではF. nucleatum菌体内のN-アセチルオルニチンとプトレシンが顕著に増加するとともに,グルタミン酸やアラニン等のアミノ酸や,AMPやNAD+等の核酸が増加することが示された。さらに共培養時には,S. gordonii由来代謝産物としてオルニチン,アラニン,グルタミン酸等が培地中で増加するとともに,F. nucleatum由来代謝産物として酪酸が増加することが分かった。
F. nucleatumの主要なエネルギー産生経路として,グルタミン酸を代謝して酪酸を産生する経路が知られている。そこでqRT-PCRを行い同代謝経路上の酵素の発現量を評価したところ,共培養時にはブチリルCoAデヒドロゲナーゼ等,複数の酵素の発現が有意に上昇することが示された。このことからS. gordoniiから供与された複数のアミノ酸がF. nucleatumの酪酸発酵能を高めることが示唆された。この知見に関し,2017年7月にValenciaで行われたFEMS 2017で発表を行い反響を得た。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Metabolic crosstalk regulates Porphyromonas gingivalis colonization and virulence during oral polymicrobial infection2017

    • Author(s)
      Kuboniwa Masae、Houser John R.、Hendrickson Erik L.、Wang Qian、Alghamdi Samar A.、Sakanaka Akito、Miller Daniel P.、Hutcherson Justin A.、Wang Tiansong、Beck David A. C.、Whiteley Marvin、Amano Atsuo、Wang Huizhi、Marcotte Edward M.、Hackett Murray、Lamont Richard J.
    • Journal Title

      Nature Microbiology

      Volume: 2 Issue: 11 Pages: 1493-1499

    • DOI

      10.1038/s41564-017-0021-6

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Distinct signatures of dental plaque metabolic byproducts dictated by periodontal inflammatory status.2017

    • Author(s)
      Sakanaka A, Kuboniwa M*, Hashino E, Bamba T, Fukusaki E, Amano A
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 42818-42818

    • DOI

      10.1038/srep42818

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prediction of periodontal inflammation via metabolic profiling of saliva2016

    • Author(s)
      Kuboniwa M*, Sakanaka A, Hashino E, Bamba T, Fukusaki E, Amano A
    • Journal Title

      Journal of Dental Research

      Volume: 95 Issue: 12 Pages: 1381-1386

    • DOI

      10.1177/0022034516661142

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dual lifestyle of Porphyromonas gingivalis in biofilm and gingival cells2016

    • Author(s)
      Sakanaka A, Takeuchi H, Kuboniwa M, Amano A*
    • Journal Title

      Microbial Pathogenesis

      Volume: 94 Pages: 42-47

    • DOI

      10.1016/j.micpath.2015.10.003

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Butyrate production in Fusobacterium nucleatum is enhanced by cross-feeding with Streptococcus gordonii2017

    • Author(s)
      Sakanaka Akito, Kuboniwa Masae, Amano Atsuo
    • Organizer
      7th Congress of European Microbiologists (FEMS)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Porphyromonas gingivalisの増殖に伴う代謝変動の解析2017

    • Author(s)
      坂中哲人、久保庭雅恵、天野敦雄
    • Organizer
      第66回日本口腔衛生学会・総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Metabolic pathways involved in phenotypic alteration between planktonic and biofilm-forming stages in Porphyromonas gingivalis2017

    • Author(s)
      Kuboniwa Masae, Sakanaka Akito, Amano Atsuo
    • Organizer
      PG Melbourne 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Relationship between tongue coating and salivary metabolome2016

    • Author(s)
      Sakanaka A, Kuboniwa M, Hashino E, Amano A
    • Organizer
      12th International Conference of Asian Academy of Preventive Dentistry
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学 (東京都文京区)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Salivary microbially-derived metabolic signatures are linked to periodontal inflammatory status2016

    • Author(s)
      Sakanaka A, Kuboniwa M, Hashino E, Fukusaki E, Amano A
    • Organizer
      94th International Association for Dental Research General Session & Exhibition
    • Place of Presentation
      Seoul, Republic of Korea
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fusobacterium nucleatumとの栄養共生におけるStreptococcus gordoniiアルギニン・オルニチンアンチポーターArcDの機能解析2016

    • Author(s)
      坂中哲人
    • Organizer
      大阪大学歯学会第122回例会 平成27年度大阪大学歯学会優秀研究奨励賞受賞講演
    • Place of Presentation
      大阪大学 (大阪府吹田市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 歯周病重篤度評価における唾液代謝物カダベリンの有用性2016

    • Author(s)
      坂中哲人, 久保庭雅恵, 橋野恵衣, 天野敦雄
    • Organizer
      第27回近畿・中国・四国口腔衛生学会・総会
    • Place of Presentation
      大阪大学 (大阪府吹田市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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