What is a healthy oral microbiome? Proposal of oral health indicators based on metabolic resilience

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H04420
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Social dentistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Takahashi Nobuhiro 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 / 代謝系 / 硝酸塩/亜硝酸塩 / エタノール/アセトアルデヒド / Scardovia / Bifidobacterium / Veillonella / Neisseria

Outline of Final Research Achievements

1. The "metabolic database of oral microbiome" was expanded by newly discovering glucose metabolism of new caries-associated bacteria Bifidobacaterium and Scardvia, nitrate metabolism of Veillonella and Neisseria, and ethanol metabolism system of Streptococcus and Neisseria.
2. These new caries-related bacteria mainly produced acetic acid from sugars, and their metabolism showed high resistance to fluoride.
3. Furthermore, nitrate metabolism was biochemically coupled with lactic acid metabolism (lactic acid consumption), and the consumption of lactic acid improves the caries-induced environment, and nitrite, which is a nitrate metabolite, has an antibacterial effect. It has been clarified that multiple metabolic systems in the microbiome are coordinated with each other to bring about metabolic resilience.

Free Research Field

口腔生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

口腔マイクロバイオームの代謝については、長年、主に齲蝕や歯周病に関連する代表的な細菌（ミュータンス菌やジンジバリス菌）のみが研究されており、口腔マイクロバイオーム全体の代謝はもとより、健全な状況は不明であった。本研究では、口腔マイクロバイオームに多い細菌種の代謝を網羅的に解析することで、新たな代謝系を明らかにすると共に、代謝系の協調関係や健全性への貢献を、一部、明らかにした。本研究によって口腔マイクロバイオームのより広範な代謝機能が明らかなり、口腔マイクロバイオームの健全化や共存化への大きな一歩となった。