代用糖によるプラーク細菌の齲蝕誘発能のコントロールに関する基礎的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470446
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 真柳 秀昭 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60005098)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松山 順子 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30293236) ; 畑 眞二 東北大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (20208507) ; 高橋 信博 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60183852) ; 佐藤 拓一 東北大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (10303132)
• Keywords: 糖アルコール / キシリトール / ミュータンスレンサ球菌 / 糖代謝阻害 / キシリトール取込み酵素(PEP-PTS) / 増殖阻害 / 無益回路

Research Abstract

これまでの研究からキシリトールのミュータンスレンサ球菌に対する糖代謝阻害効果の生化学メカニズムが明らかになってきた。しかし、菌株によるキシリトール感受性の違い、およびキシリトールによる増殖阻害効果については検討が進んでいない。そこで本年度は、それらの2点について検討した。
1.キシリトール感受性の異なるStreptococcus mutans(ATCC31989、NCTC10449、NCIB11723)3株を培養、集菌、洗浄後、菌懸濁液とし、10mMグルコースからの酸産生を30mMキシリトールが存在する場合としない場合で測定した。酸産生能はATCC31989で90%、NCTC10449で20%阻害され、ATCC31989はわずか5mMのキシリトールでも80%阻害された。一方、NCIB11723は全く阻害されなかった。次いで、同様に培養した菌をトルエン処理し、グルコースおよびキシリトール取込み酵素系(G : PEP-PTSおよびX : PEP-PTS)活性を測定したところ、G : PEP-PTS活性を100とした場合の相対X : PEP-PTS活性は、ATCC31989で100、NCTC10449で50、NCIB11723で10であった。以上のことからX : PEP-PTS活性が高いほどキシリトール感受性が高いことが分かった。
2.S.mutans NCTC10449を5mMグルコース(G)またはこれに60mMキシリトールを加えた培地(G+X)で培養し、培養最終時の代謝産物を定量したところ、Gに較べG+Xでは、(1)増殖doubling timeは約2.4倍、(2)培養最終濁度は0.81倍と明らかな増殖抑制が生じたが、最終pHはほとんど変化がなかった。このことから無益回路の存在が示唆されたが、代謝産物の変化に伴ってグルコース1mol当たりのATP生成量(mol)も減少していたことから、グルコース代謝の変化も関与している可能性が示された。

Research Products

• [Publications] Nobuhiro Takahashi: "Acid-neutralizing activity during amino acid fermentation by Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia and Fusobacterium nucleatum"Oral Microbiology and Immunology. 18(2). 109-113 (2003)
• [Publications] Takuichi Sato: "Nested PCR for detection of mutans streptococci in dental plaque"Letters in Applied Microbiology. 37(1). 66-69 (2003)
• [Publications] Takuichi Sato: "Identification of mutans streptococci by restriction fragment length polymorphism analysis of polymerase chain reaction-amplified 16S ribosomal RNA genes"Oral Microbiology and Immunology. 18(5). 323-326 (2003)
• [Publications] Shoko Takahashi-Abbe: "Biochemical and functional properties of pyruvate formate-lyase (PFL)-activating system in Streptococcus mutans"Oral Microbiology and Immunology. 18(5). 293-297 (2003)
• [Publications] Harumi Miyasawa: "Xylitol inhibition on anaerobic acid production by Streptococcus mutans at various pH levels"Oral Microbiology and Immunology. 18(4). 215-219 (2003)
• [Publications] Junko Matsuyama: "Fermentation of five sucrose isomers by human dental plaque bacteria"Caries Research. 37(6). 410-415 (2003)
• [Publications] Hatsue Kakuta: "Xylitol inhibition on acid-production and growth of mutans streptococci in the presence of various dietary sugars under strictly anaerobic conditions"Caries Research. 37(6). 404-409 (2003)
• [Publications] Kazuo Kato: "A method for mapping the distribution pattern of cariogenic streptococci within dental plaque in vivo"Caries Research. 38(in press). (2004)
• [Publications] Kousuke Ohki: "PTC gene mutation and expression of SHH, PTC, SMO, and GLI-1 in odontogenic keratocysts"International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 33(in press). (2004)
• [Publications] Hiroyuki Tada: "Proteolysis of ICAM-1 on human oral epithelial cells by cystein proteinases (Gingipains) from Porphyromonas gingivalis leading to down-regulation of neutrophil adhesion"Journal of Dental Research. 82. B-41 (2003)
• [Publications] Takuichi Sato: "Combination of genus-specific PCR and RFLP analysis for identification of oral streptococci"Journal of Dental Research. 82. B-80 (2003)
• [Publications] Gen Mayanagi: "Detection of 25 periodontopathic bacteria from periodontal sites by nested PCR"Journal of Dental Research. 82. B-153 (2003)
• [Publications] Mitsuru Shimonishi: "Expression of type IV collagen and laminin in the interface between epithelial cells and fibroblasts from human periodontal ligament"Journal of Dental Research. 82. B-287 (2003)
• [Publications] Nobuhiro Takahashi: "Metabolic pathway for palatinose of oral Actinomyces species"Journal of Dental Research. 82. B-360 (2003)
• [Publications] Kazuo Kato: "Distribution profiles of cariogenic streptococci within dental plaque treated with stannous fluoride gel"Caries Research. 37(4). 267-268 (2003)
• [Publications] Jumpei Washio: "Hydrogen sulfide-producing bacteria in tongue coating and oral malodor"Journal of Dental Research. 83(in press). (2004)
• [Publications] Mitsuru Shimonishi: "Expression of amelogenin in cultured epithelial rests of Malassez"Journal of Dental Research. 83(in press). (2004)
• [Publications] Juta Sato: "Expression of non-collagenous bone proteins at epithelial cell-fibroblast interface"Journal of Dental Research. 83(in press). (2004)
• [Publications] 熊谷 崇: "歯垢中のmutans streptococciのPCR法による検出について"東北大学歯学雑誌. 22(1). 54 (2003)
• [Publications] 多田浩之: "Porphyromonas gingivalisジンジパインはヒト歯肉線維芽細胞CD14を分解してLPS不応答性を誘導する"日本細菌学雑誌. 58(1). 158 (2003)
• [Publications] 佐藤廉也: "矯正用アンカープレート周囲溝内の最近叢のプロファイリング"歯科基礎医学会雑誌. 45(5). 271 (2003)
• [Publications] 佐藤拓一: "菌属特異的なPCRとRFLP解析による口腔レンサ球菌種の同定"歯科基礎医学会雑誌. 45(5). 271 (2003)
• [Publications] 大島勇人: "抗菌性薬剤に対するラット臼歯感染歯髄の反応"歯科基礎医学会雑誌. 45(5). 287 (2003)
• [Publications] 阿部昌子: "ミュータンスレンサ球菌乳酸脱水素酵素の活性調節に対する環境pHの影響"歯科基礎医学会雑誌. 45(5). 325 (2003)
• [Publications] 角田初恵: "キシリトールによるStreptococcus mutans増殖抑制効果"歯科基礎医学会雑誌. 45(5). 326 (2003)
• [Publications] 堀はるみ: "Streptococcus mutans酸産生能のキシリトール感受性の多様性とその生化学的機構"歯科基礎医学会雑誌. 45(5). 326 (2003)
• [Publications] 加藤一夫: "real-time定量PCRを利用した歯垢内細菌の層別密度分布の分析"口腔衛生学会雑誌. 53(4). 340 (2003)
• [Publications] 鷲尾純平: "口臭と舌苔中の総菌数および硫化水素産生菌数との関係"口腔衛生学会雑誌. 53(4). 344 (2003)
• [Publications] 五十嵐公英: "小児から高齢者に至る広範囲年令層プラーク酸産生能のチェアーサイドでの評価"口腔衛生学会雑誌. 53(4). 381 (2003)
• [Publications] Shinji Hata: "Acid diffusion through extracellular polysaccharides produced by various mutants of Streptococcus mutans"Archives of Oral Biology. 48(6). 431-438 (2003)