フッ化物に次ぐ齲蝕予防新薬開発の基礎研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07672251
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 花田 信弘 国立感染症研究所, 口腔科学部, 部長 (70180916)
• Keywords: ストレプトコッカス・ミュータンス / 齲蝕 / プロトン

Research Abstract

齲蝕はStreptococcus mutans (sobrinus)の母子感染症である。母親の唾液中のS.mutansは、細菌表層に存在するタンパク質抗原(PAc)により子供の歯牙表面のペリクルに付着した後、菌体外グルコシルトランスフェラーゼ(GTF)の働きで歯牙表面に固着しグルカンのバリアを形成する。このような状況下でS.mutansがF_1F_0ATPaseによりH^+を菌体外に排出し、それと連携して有機酸を排出することが疾患発症の直接の原因である。本年度はPAcのペプチド抗体,GTF遺伝子の解析およびF_1F_0ATPaseの研究を行い、フッ化物に次ぐ齲蝕予防新薬開発の基礎研究を前年度に継続して行った。
S.mutansF1F0ATPase β-subunit5'末端(F1F0ATPase 5080-5996 No.U31170 from GeneBank)の遺伝子をクローニングした。これをプラスミドベクターであるpVA891に挿入し、得られたプラスミドをS.mutansの染色体と相同組み換えをおこさせることによってF1F0ATPase β-subunit遺伝子領域に変異をおこしたS.mutans NTS1株を作製した。このNTS1株のF1F0ATPase活性は親株であるS.mutans GS5株のF1F0ATPase活性の約47%に減少していた。NTS1株とS.mutans GS5株を静置培養させた際の発育曲線を比較すると同一培養条件においてNTS1株の方がS.mutans GS5に比して対数増殖期にはいるのが遅く、また最終的な培養液の濁度も低かった。S.mutans GS5株にF1F0ATPase活性の阻害剤であるグラミシジンDを作用させるとプロトンの排出が部分的に抑制され、発育が減少した。NTS1株にグラミシジンDを作用させた場合の発育はグラミシジンDを作用させない場合のNTS1株の発育よりも対数増殖期に入るまでにかかった時間が約3倍であった。
また、S.mutans(S.sobrinus)GTFの遺伝子クローニングを行い、そのアミノ酸配列に由来するペプチドの中から、GTF活性を阻害するペプチドを発見した。
以上のことから、F1F0ATPase阻害剤、GTF阻害剤はフッ化物に次ぐう蝕予防の新薬として有望である。

Research Products

• [Publications] Senpuku,H., Miyauchi,T., Hanada,N.and Nisizawa,T.: "An antigenic peptide inducing cross-reacting antibodies inhibiting the interaction of Streptococcus mutans PAc with human salivary components." Infection and Immunity. 63:12. 4695-4703 (1995)
• [Publications] Senpuku,H.,et al.: "Immunogenicity of peptides coupled with multiple T-cell epitopes of a surface protein antigen of Streptococcus mutans." Immunology. 88. 275-283 (1996)
• [Publications] Senpuku,H., Kato,H., Todoroki,M.,Hanada,N.and Nisizawa,T.: "Interaction of lysozyme with a surface protein antigen of Streptococcus mutans." FEMS Microbiol.lett.139. 195-201 (1996)
• [Publications] Senpuku,H., Nakai,M., Koga,T., Hanada,N.and Nisizawa,T.: "Identification of a repeated epitope recognized by human serum antibodies in a surface protein antigen of Streptococcus mutans." Oral Microbiol.Immunol.11. 121-128 (1996)
• [Publications] Senpuku,H., Koga,T., Hanada,N.and Nisizawa,T.: "Identification of human antigenic epitopes in alanine-rich repeating region using sera from SCID-Hu mice immunized with a surface protein antigen of Streptococcus mutans." Oral Microbiol.Immunol.5. 343-349 (1996)
• [Publications] 西沢俊樹、花田信弘、他5名.: "多価ペプチドワクチンの開発研究." 官民共同プロジェクト研究報告.平成7年度ヒューマンサイエンス基礎研究事業. 第一分野. 45-53 (1996)
• [Publications] 鈴木剛、田上順次、西原達次、花田信弘: "Streptococcus mutans GS5株F1F0ATPase欠損変異株の作製" 日本細菌学会雑誌,. 52:1. 97 (1997)
• [Publications] Senpuku,H., Kato,H., Takeuchi,H., Hanada,N.and Nishizawa,T.: "B-cell epitopes of an antigenic peptides inducing cross-reacting antibodies against Streptococcus mutans PAc." J.Dent.Res.76. 374 (1997)
• [Publications] 西沢俊樹、花田信弘、他7名.: "多価ペプチドワクチンの開発研究." 官民共同プロジェクト研究報告.平成8年度ヒューマンサイエンス基礎研究事業. 第一分野. 51-59 (1997)
• [Publications] 豊島義博、花田信弘.: "齲蝕の分類に基づく予防と治療のアプローチ" 歯界展望. 88:2. 289-332 (1996)
• [Publications] 豊島義博、福島和雄、前田伸子、武笠英彦、花田信弘: "齲蝕の原因菌はどこまで解明されたか" 歯界展望.89:2. 291-308 (1995)
• [Publications] 花田信弘、熊谷崇、松久保隆: "感染症としての"齲蝕"をとらえ直す〜歯科衛生士が口腔内の"エコシステム"維持に果たす役割〜" 歯科衛生士. 21:1. 18-35 (1995)
• [Publications] 花田信弘: "感染論に基づいた新しい齲蝕予防手段「リプレイスメントセラピー」" 日本歯科評論. 644. 103-115 (1996)
• [Publications] 花田信弘: "う蝕と歯周病-その成果とワクチン開発の動向-" 感染症. 158. 1-8,17-19 (1997)
• [Publications] 花田信弘: "う蝕-知られざる感染症" BMSA会誌. 9:3(印刷中). 6-10 (1998)
• [Publications] 花田信弘、福島和雄、早川光央、城座映明、安孫子宜光.: "S.sobrinus B13N株のgtfU遺伝子の解析" 歯科基礎医学会雑誌. 39(補冊). 158 (1997)
• [Publications] 江藤亜紀子、今井奨、福島和雄、西沢俊樹、花田信弘.: "S.mutansのGTF-I酵素の部分ペプチドの解析" 歯科基礎医学会雑誌. 39(補冊). 159 (1997)
• [Publications] 花田信弘: "Streptococcus sobrinusが産生するGTFの活性中心ペプチド配列の比較" 口腔衛生学会雑誌. 47:4. 408 (1997)
• [Publications] 花田信弘ほか編: "クインテッセンス出版" う蝕細菌の分子生物学, 350 (1997)