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2017 Fiscal Year Annual Research Report

健全な口腔マイクロバイオームとは何か? 代謝的復元力に基づく口腔健康指標の提案

Research Project

Project/Area Number 17H04420
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

高橋 信博  東北大学, 歯学研究科, 教授 (60183852)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 拓一  新潟大学, 医歯学系, 教授 (10303132)
泉福 英信  国立感染症研究所, 細菌第一部, 室長 (20250186)
鷲尾 純平  東北大学, 歯学研究科, 講師 (20400260)
坂本 光央  国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 専任研究員 (50321766)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords口腔マイクロバイオーム / 代謝活性 / リアルタイム代謝測定法 / メタボローム解析 / Scardovia属
Outline of Annual Research Achievements

1.口腔マイクロバイオームの包括的な代謝測定:研究倫理審査に基づきボランティアから採取した微量の口腔マイクロバイオーム試料(質重量:5~10 mg)を、糖、ペプチド、アミノ酸混合物等と混合し、その時の代謝活性を、我々が確立した「リアルタイム代謝測定法」を用いて、定量的に測定することを可能とした。この結果から、代謝活性は個人差に加え、部位差が大きいことが明らかになった。さらに、当初の糖代謝活性優位との予測を覆し、ペプチド・アミノ酸代謝活性も十分に高いことが確認された。
2.代謝データベースの構築への準備:1で得られた代謝反応試料を、我々が確立した「微量メタボローム解析法(キャピラリー電気泳動-飛行時間型質量分析計(CE-TOFMS))」を用いて解析することで、口腔マイクロバイオームの全体的な代謝の様相を可視化することが可能となり、基本的な代謝経路ネットワークの存在が明らかになった。
3.新たな齲蝕関連細菌Scaridovia属の代謝解析:本研究期間内において、これまでにない糖代謝特性をもつ新規な齲蝕関連細菌Scardovia属の分離同定の報告が相次いだ。そのため、代謝データベースの基盤の一つとして、本細菌属のもつ代謝活性の詳細な解析が必要となった。1、2の手法を用いて、Scaridovia属の糖代謝特性の解析を行ったところ、本細菌属の基本的な代謝系が明らかになった。
4.研究結果の公表:以上の結果を学会にて発表し、広く議論を行い、その一部は論文として公表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究期間中、メタボローム解析用のキャピラリー電気泳動-飛行時間型質量分析計(CE-TOFMS)に不測の故障が生じたため、当分析計を調整する必要が生じ、メタボローム解析が一旦中断し、再開までに4ヶ月間を要した。しかし、その後、順調に解析が進み、当初の目的まで研究が進んだ。さらに、急遽、データベースの基盤として、Scardovia属の代謝解析も行うこととしたが、こちらの研究も順調に進めることができた。以上のことから、全体として「おおむね順調に進展している」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

1.「代謝的復元力」の測定と解析:採取した口腔マイクロバイオーム試料に唾液を加え「リアルタイム代謝測定法」で代謝活性を定量測定し、「キャピラリー電気泳動-飛行時間型質量分析計(CE-TOFMS)でその時のメタボローム解析を行う。唾液に含まれる硝酸塩は、口腔マイクロバイオームによって亜硝酸となり、ネガティブフィードバック的に代謝を抑制する可能性があるため、代謝的復元力を支配する最大候補と期待される。
2.代謝的復元力を持つ細菌の分離・同定:口腔マイクロバイオーム試料血液寒天平板に播種し、形成したコロニーから代謝的復元力を示すコロニーを分離し、16S rRNA gene シーケンシング法にて菌種を決定する。とくに硝酸塩/亜硝酸塩代謝活性をもつ細菌に着目する。
3.新規齲蝕関連細菌Scardovia属の代謝解析:本研究期間中、Scardovia属が新規齲蝕関連細菌として注目されるようになった。本研究計画の目的の一つである代謝データベースの構築には、口腔マイクロバイオームの全体の代謝だけではなく、それを構成する個々の細菌の代謝情報が不可欠である。そこで、今後の研究項目として、Scardovia属の代謝解析を加えることとする。

  • Research Products

    (31 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 9 results)

  • [Int'l Joint Research] The Forsyth Institute Harvard University/University of Florida(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      The Forsyth Institute Harvard University/University of Florida
  • [Int'l Joint Research] Aarhus University(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      Aarhus University
  • [Int'l Joint Research] University of Amsterdam/Royal Netherlands Academy(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      University of Amsterdam/Royal Netherlands Academy
  • [Int'l Joint Research] FISABIO Foundation(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      FISABIO Foundation
  • [Journal Article] Corrosive effects of fluoride on titanium under artificial biofilm2018

    • Author(s)
      Fukushima A, Mayanagi G, Sasaki K, Takahashi N
    • Journal Title

      J Prosthodont Research

      Volume: 62(1) Pages: 104-109

    • DOI

      10.1016/j.jpor.2017.08.004.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time monitoring system for evaluating the acid-producing activity of oral squamous cell carcinoma cells at different environmental pH.2017

    • Author(s)
      Morishima H, Washio J, Kitamura J, Shinohara Y, Takahashi T, Takahashi N
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7(1) Pages: 10092

    • DOI

      10.1038/s41598-017-10893-y.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Second Era of OMICS in caries research: Moving past the phase of disillusionment.2017

    • Author(s)
      Nascimento MM, Zaura E, Mira A, Takahashi N, ten Cate JM
    • Journal Title

      Journal of Dental Reserach

      Volume: 96(7) Pages: 733-740

    • DOI

      10.1177/0022034517701902.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] pH Response and Tooth Surface Solubility at the Tooth/Bacteria Interface2017

    • Author(s)
      Mayanagi G, Igarashi K, Washio J, Takahashi N
    • Journal Title

      Caries Research

      Volume: 51(2) Pages: 160-166

    • DOI

      10.1159/000454781.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Science of Oral Biofilm- From a metabolic view-2018

    • Author(s)
      Washio J, Takahashi
    • Organizer
      Japan-Mongolia dental forum in Sendai,
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Carbohydrate metabolism related to cariogenicity of oral Bifidobacteirum2018

    • Author(s)
      Abiko Y, Kameda M, Nagai K, Sugahara A, Murakami K, Kawashima J, Washio J, Takahashi N
    • Organizer
      International Symposium for Multimodal research and Education in IOHS-Liaison 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Acid production and its fluoride tolerance of a novel caries-associated bacterium Scardovia wiggsi2018

    • Author(s)
      Kameda M, Abiko M, Washio J, Takahashi N
    • Organizer
      International Symposium for Multimodal research and Education in IOHS-Liaison 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fluoride inhibition on the growth and metabolism of Porphyromonas gingivalis2018

    • Author(s)
      Domon H, Washio J, Takahashi N
    • Organizer
      International Symposium for Multimodal research and Education in IOHS-Liaison 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of environmental nitrate on the nitrite-producing activity of oral Veillonella2018

    • Author(s)
      Dimas Prasetianto Wicaksono, Washio J, Takahashi N
    • Organizer
      International Symposium for Multimodal research and Education in IOHS-Liaison 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A novel method to screen and isolate nitrate-producing bacteria from the oral cavity2018

    • Author(s)
      Washio J, Suzuki Y, Dimas Prasetianto Wicaksono, Ishiguro K, Nishino M, Otake T, Sasaki S, Tadokoro S, Takahashi S, Ishiguro K, Takahashi N
    • Organizer
      International Symposium for Multimodal research and Education in IOHS-Liaison 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microbiota Profiling at the Mouth of Plastic Bottles after Drinking Straight from Bottles2018

    • Author(s)
      Sano H, Aida A, Vidanapathirana G.U., Wakui A, Takenaka Y, Kawachi M, Aihara H, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Ishiguro K, Yamaki K, Takahashi N, Sato T
    • Organizer
      International Symposium for Multimodal research and Education in IOHS-Liaison 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ペットボトルの口の部分に付着する細菌および飲料物中の細菌の量および構成の解析(第 2 報)2018

    • Author(s)
      河内美帆,佐野拓人,涌井杏奈,平吹有香,曾田彩花,竹中佑太, 米田茜音,中畑那奈,相原 瞳,Vidanapathirana GU, 佐藤拓一, 鷲尾純平,安彦友希,石黒和子,真柳 弦,高橋信博
    • Organizer
      第7回口腔保健用機能性食品研究会
  • [Presentation] Microbiological Deterioration of Dental Materials and the Evaluation of Functional Materials for Controlling Microbial Activity.2017

    • Author(s)
      Takahashi N
    • Organizer
      China-Japan Dental Science Symposium 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 歯科生体材料の微生物学的劣化:そのメカニズムを考察する2017

    • Author(s)
      高橋信博
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会平成29年度秋季大会
    • Invited
  • [Presentation] スマートデバイスを用いた口腔微小環境マルチイオン測定2017

    • Author(s)
      真柳弦、五十嵐公英、鷲尾純平、土門ひと美、高橋信博、柳田保子、伊藤浩之、石原昇、益一哉
    • Organizer
      東工大未来研-東北大歯学研究科 包括的研究協力協定 第5回研究会
    • Invited
  • [Presentation] 非破壊的超高感度細胞内ATP及びNADH計測マイクロデバイスの開発2017

    • Author(s)
      鷲尾純平、真柳弦、髙橋信博、柳田保子
    • Organizer
      第5回東北大歯学研究科-東工大未来研連携シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 口腔バイオフィルムを理解する 「何がいるか?」から「何をしているのか?」へ2017

    • Author(s)
      高橋信博
    • Organizer
      日本ヘルスケア歯科学会
    • Invited
  • [Presentation] The oral microbiome as an ecosystem;The significance of microbial metabolism in health and disease2017

    • Author(s)
      Takahashi N
    • Organizer
      7th National Scientific Meeting 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Carbohydrate metabolism of a novel caries-associated bacterium Scardovia wiggsiae―A possible role of acetic acid bacteria in the dental caries etiology―2017

    • Author(s)
      Kameda M, Abiko Y, Washio J, Takahashi N
    • Organizer
      第59回歯科基礎医学会
    • Invited
  • [Presentation] 露出歯根面への口腔衛生学的アプローチを目指して 根面齲蝕の発症プロセス-タンパク分解説の復活!-2017

    • Author(s)
      高橋信博
    • Organizer
      第66回日本口腔衛生学会
    • Invited
  • [Presentation] Fluoride inhibits the growth of Porphyromonas gingivalis2017

    • Author(s)
      Domon H, Washio J, Takahashi N
    • Organizer
      The 65th Annual meeting of Japanese Association for Dental Research
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] pH response and tooth surface solubility at the tooth/bacteria interface2017

    • Author(s)
      Mayanagi G, Igarashi K, Washio J, Takahashi N
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Biomedical Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 口腔バイオフィルム細菌の増殖・代謝抑制作用を有する天然植物抽出物の探索2017

    • Author(s)
      北郡秀晃,鷲尾純平,互野亮,高橋信博
    • Organizer
      第59回歯科基礎医学会
  • [Presentation] 乳酸濃度およびpHの変動がVeillonella atypicaの亜硝酸産生能に及ぼす影響 (Effect of lactate and pH on nitrite producing activity of Veillonella atypica)2017

    • Author(s)
      Dimas Prasetianto Wicaksono, 鷲尾純平, 髙橋信博
    • Organizer
      第59回歯科基礎医学会
  • [Presentation] 飲料物の飲み口に付着する細菌の量および構成の解析2017

    • Author(s)
      佐野 拓人, 平吹 有香, 涌井 杏奈, 曾田 彩花, 安彦 友希, 八巻 恵子, 真柳 弦, 鷲尾 純平, 高橋 信博, 佐藤 拓一
    • Organizer
      第59回歯科基礎医学会
  • [Presentation] 健康長寿を育む歯学教育コンソーシアム 東北大学の取り組み (第3報)2017

    • Author(s)
      真柳弦、高橋 信博、笹野 泰之、福本 敏、服部 佳功、佐々木 啓一
    • Organizer
      第36回日本歯科医学教育学会
  • [Presentation] グルコース添加によるプラークの硝酸還元活性の増加と酸産生活性の抑制2017

    • Author(s)
      山本祐慈、五十嵐公英、清水弘一、鷲尾純平、高橋信博
    • Organizer
      第66回日本口腔衛生学会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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