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Analysis of the molecular mechanism of fusobacterial coaggregation with other oral bacteria

Research Project

Project/Area Number 20K18481
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57020:Oral pathobiological science-related
Research InstitutionKagawa University

Principal Investigator

Tada Ayano  香川大学, 医学部, 助教 (80779463)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsFusobacterium nucleatum / バイオフィルム / 共凝集 / F. nucleatum
Outline of Research at the Start

歯周病は、プラークの蓄積による細菌感染が主な原因であり、細菌および細菌が産生する炎症性物質による歯肉炎症や歯槽骨の破壊などを特徴とする口腔疾患である。Fusobacterium nucleatum は他の口腔内細菌と共凝集し、強固で複雑な口腔バイオフィルムを形成する。本菌種がどのように他の口腔内細菌を認識し、自己の凝集能を制御しているのか、そのメカニズムは解明されていない。本研究では、F.nucleatum の凝集能増強物質を同定し、F.nucleatum がどのように他の口腔内細菌を認識し、どのようなシグナル伝達経路を介して自己の凝集能を制御しているのかを明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Fusobacterium nulceatum co-aggregates with other oral microbes. We found that the culture supernatant of A. naeslundii enhanced the growth and autoaggregation of F. nucleatum. Transcriptome analysis of F. nucleatum revealed that the expression of the genes for D-fructose utilization was up-regulated in response to the culture supernatant of A. naeslundii. In consistent with the finding, D-fructose promoted the growth of F. nucleatum and biofilm formation. Furthermore, the adherence of F. nucleatum to Ca9-22, human gingival cancer cell, when the bacterium was cultured in BHIS medium containing D-fructose. These results indicate that the adaptation of F. nucleatum to environmental changes such as nutritional status closely associates with the formation of complex bacterial consortium in subgingival region, resulting in the progression of periodontal diseases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

歯周病と全身疾患との関連について、糖尿病や心疾患、誤嚥性肺炎、早産との関連性が明らかになっている。成人の70-80%が歯周病に罹患しており、残存歯数の増加に伴う高齢者での歯周病の増加も問題となっている。健康寿命の延伸が喫緊の課題であるわが国において、生涯にわたる歯周病予防は極めて重要である。F. nucleatumは歯周病関連細菌として知られており、他の口腔細菌や歯周病原細菌と共凝集する性質を持つ。この共凝集活性が多種多様な細菌による複雑なバイオフィルム形成を可能にし、プラーク形成に重要な役割を果たしている。このような共凝集因子の同定は新たな歯周病予防法の開発に多大な情報を与えるものである。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Effect of thymoquinone on Fusobacterium nucleatum-associated biofilm and inflammation2020

    • Author(s)
      Tada A, Nakayama-Imaohji H, Yamasaki H, Elahi M, Nagao T, Yagi H, Ishikawa M, Shibuya K, Kuwahara T
    • Journal Title

      Molecular Medicine Reports

      Volume: 22 Issue: 2 Pages: 643-650

    • DOI

      10.3892/mmr.2020.11136

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Fusobacterium nucleatumの細菌-宿主相互作用に与えるD-フルクトースの影響2022

    • Author(s)
      多田彩乃、今大路治之、桑原知巳
    • Organizer
      第95回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Inhibitory effect of thymoquinone on biofilm formation and inflammation induced by Fusobacterium nucleatum2021

    • Author(s)
      多田彩乃、今大路治之、桑原知巳
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
  • [Presentation] Fusobacterium nucleatum含有バイオフィルムに対するチモキノンの効果2021

    • Author(s)
      多田彩乃、今大路治之、桑原知巳
    • Organizer
      第69回日本化学療法学会西日本支部総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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