The effect of treatment of periodontal disease on F. nucleatum in colorectal tumors and stool

• Project/Area Number: 21K16003
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 吉原 努 横浜市立大学, 医学研究科, 客員研究員 (20806765)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: Fusobacterium nucleatum / 歯周病 / 大腸腫瘍 / 次世代シークエンサー

Outline of Research at the Start

近年、大腸癌の発生や進行にはFusobacterium nucleatum（Fn）が関与していることがわかっている。Fnは歯周病の原因菌の１つとして知られているが、大腸癌の関連については知られていない。我々の研究室では、口腔内のFnと大腸癌組織のFnは同じ菌株が高率に検出されることを見出している。本研究では、歯周病治療を行うことで大腸癌進行の予防や発症抑制につながる可能性があるか検証する。

Outline of Annual Research Achievements

先行研究により、Digital PCRによる解析では歯周病治療前後で便のFusobacterium nucleatumのDNAが変化したことを示した。また、予備検討として、他にも歯周病治療で変化が生じる腸内細菌がいるかどうかを検討するため、多様性の変化など菌叢の変化を捉えるために、歯周病治療前後で唾液や大腸腫瘍、便の菌叢に変化が出るかどうか、次世代シークエンサーを用いて解析を試みた。次世代シークエンサーでは治療前後で、便検体、唾液の検体、大腸腫瘍の検体ともに意義のある細菌叢の変化を見出すことはできなかった。
低異型度腺腫のみを有する患者は便中のFusobacterium nucleatumが少なく、また低異型度腺腫が直ちに癌に進行するには時間がかかるため、より癌に近い病態である高異型度腺腫や、粘膜内癌に限定すれば歯周病治療の介入の影響が出るのではないかと考えた。これらの検体では実際に便中のFusobacterium nucleatumのDNA量が多いことがある。
またすでに、大腸腫瘍については歯周病治療ではFusobacterium nucleatumが治療前後で有意な変化がみられなかったことが示されたが、これは高異型度腺腫や癌を有する被験者数が少なかったことが原因の1つとして考えられた。
一般的な低異型度のポリープを有する患者は多数いるが、高異型度腺腫や粘膜内癌を有する患者は少ないため、リクルートに苦労している。歯周病治療の方法についてはscaling and root planing をおこない、セルフケアの指導や歯科通院を行う。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

被験者のリクルートに難渋しているため。
また臨床業務の割合が増加しているため。

Strategy for Future Research Activity

歯科医と連携しながら、対象患者のリクルートと検体の採取を行う。また、腫瘍検体の採取のためには、腫瘍を内視鏡的に切除する、技術的レベルが高い内視鏡医が必要であるため、内視鏡医にも協力を呼びかけ、必要に応じて外部の内視鏡医に腫瘍切除をお願いする。
高異型度腺腫や粘膜内癌を有する患者は少ないため、さらに近医から大腸腫瘍を有する患者を紹介してもらうように働きかける。

Research Products

• [Journal Article] A prospective interventional trial on the effect of periodontal treatment on Fusobacterium nucleatum abundance in patients with colorectal tumours (2021)
  • Author(s): Yoshihara Tsutomu、Kioi Mitomu、Baba Junichi、Usuda Haruki、Kessoku Takaomi、Iwaki Michihiro、Takatsu Tomohiro、Misawa Noboru、Ashikari Keiichi、Matsuura Tetsuya、Fuyuki Akiko、Ohkubo Hidenori、Matsumoto Mitsuharu、Wada Koichiro、Nakajima Atsushi、Higurashi Takuma
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Issue: 1 Pages: 23719-23719
  • DOI: 10.1038/s41598-021-03083-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Fusobacterium nucleatumと大腸癌 ー口腔のFusobacterium nucleatumに注目してー (2022)
  • Author(s): 吉原 努、日暮 琢磨 、田村 繁樹、高津 智弘 、三澤 昇、芦苅 圭一、中島 淳
  • Organizer: 日本細菌学会総会
  • Invited
• [Presentation] 歯周病治療があたえる便や大腸腫瘍のFusobacterium nucleatum への影響の検討 (2021)
  • Author(s): 吉原 努、日暮 琢磨 、高津 智弘 、三澤 昇、芦苅 圭一、大久保 秀則、馬場 隼一 、來生 知 、臼田 春樹 、和田 孝一郎、中島 淳
  • Organizer: 日本消化器病学会総会