| Project/Area Number |
23K27805
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| Project/Area Number (Other) |
23H03115 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
仲野 道代 (松本道代) 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (30359848)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲 周平 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (10589774)
稲葉 裕明 京都光華女子大学短期大学部, その他部局等, 教授 (70359850)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | Streptococcus mutant / バイオフィルム / コラーゲン結合タンパク / Streptococcus mutans / 病原タンパク / ABC膜輸送体 / シグナル伝達システム |
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| Outline of Research at the Start |
齲蝕と歯周病は、口腔におけるバイオフィルム感染症と考えられている。これらバイオフィルム中の構成細菌は単独の細菌にはない病原タンパクの機能や活性が生み出され、多種多様な環境変化に対応し、強固な付着と高い宿主為害性、薬剤耐性を持ち、集合体として高い病原性を保有している。このことがバイオフィルムを容易に除去できない理由となっている。根本療法の構築のためには、これまでとは違った新たなターゲットとなる表層病原タンパクの発見が必要である。本研究では、分子生物学的手法を駆使して齲蝕および歯周病の主要な起炎菌によるバイオフィルム形成に関与する新たな表層病原タンパクの存在を明らかにし、その機能を詳細に分析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
口腔レンサ球菌と歯周病原細菌は相互に関連しながら、複雑な口腔バイオフィルムを作り出し病原性を発揮する。このうち、口腔レンサ球菌の1種であるStreptococcs mutansは様々な表層タンパクを保有し、これらのタンパクはバイオフィルム形成を促進するための様々な機能を持ち、病原性を発揮して齲蝕を発生させる。これまでにS. mutans の病原表層タンパクとして代表的なものとして、グルカン合成酵素、高分子タンパク抗原、およびグルカン結合タンパクが発見され、我々はこれまでにこれらのタンパクの病原性について明らかにしてきた。しかしながら、S. mutansのバイオフィルム形成を根本的に抑制すること、あるいは形成されたバイオフィルムを破壊させることはできていない。そのため、さらなる病原因子となる表層タンパクの特定が必要と考えた。本研究では新規ターゲットタンパクとして、S. mutansの保有するコラーゲン結合タンパク (Cnm) について検討を行い、Cnm欠失変異株およびCnm欠失変異株からCnmを発現できる相補株を作成することによってCnmの局在およびこのタンパクの保有する生物学的特性および表層構造における機能について明らかとした。その結果、Cnm は菌体表層に突起状に存在し、この菌の宿主への侵入および接着性に関わる重要な因子であることが明らかとなった。さらにCnmを保有するS. mutans は、非アルコール性脂肪肝炎の増悪化や慢性糸球体腎炎の一つであるIgA腎症の発症および進展に関与している可能性が示された。
また、その他のターゲットタンパクとして、ABCトランスポーターを抽出しその機能解析を進めることによって、これらがS. mutansのバイオフィルム形成において必要な物質の供給を行うことによってバイオフィルムの形成・維持を促進していることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、コラーゲン結合タンパク（Cnm ）を新規ターゲットタンパクとしてその解析を行うために、Cnm欠失変異株およびCnm欠失変異株にCnmを再発現を誘導した相補株を作製した。さらに、リコンビナントCnmタンパクを作製し、実験に供与した。その結果、Cnmは菌体表層に突起状に存在し、この菌の宿主への侵入および接着性に関わる重要な因子であることが明らかとなった.
また、S. mutansによるバイオフィルム形成関連するABCトランスポーターについてもABCトランスポーター遺伝子欠失変異株およびその相補株を作製することによって機能解析を進めた。その結果、ABCトランスポーターがバイオフィルムの形成・維持に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な生存環境下でのCnmの発現動態について検討を行うと同時に、Cnmの有無における菌体タンパクの発現状況の違いを検討する予定である。
バイオフィルム形成菌および浮遊菌のRNAシーケシングを行い、バイオフィルム形成に関連する新規ターゲットタンパクを特定しその機能について解析を進めている。さらにDEG解析やGO/パスウェイ解析を行い、S. mutansにバイオフィルム形成に関連するタンパクを網羅的に調べ、新規バイオフィルム形成メカニズムの発見につなげたいと考えている。
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