2021 Fiscal Year Research-status Report
感染根管フローラの構造と機能解析－バイオインフォマティクスの歯内治療への応用
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17K11698
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
八巻 惠子 東北大学, 歯学研究科, 非常勤講師 (90182419)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 拓一 新潟大学, 医歯学系, 教授 (10303132)
鷲尾 純平 東北大学, 歯学研究科, 講師 (20400260)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 根管内フローラ / 歯内疾患 / パンゲノム / メタ16S解析 / V3-V4領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日常の歯科臨床でよく遭遇する根尖性歯周炎の原因は、根管に侵入、定着した口腔内細菌である。ヒト口腔内から検出される細菌種はデータベース上に約700～1000種報告されているが、一個人が保有する口腔細菌は100-200種以内といわれており、口腔フローラ構成菌種は個人差が非常に大きい。いきおい、感染根管から検出される細菌種もレポートにより大きく異なる。本研究の目的は、V3-V4領域をターゲットとしたメタ16S解析を利用して唾液、プラーク、感染根管のフローラを解析し、口腔細菌がどのような選択圧を受けて根管内に定着するか、また根管フローラ構成菌種と根尖性歯周炎の臨床症状が相関するのか、多角的に検証することである。
東北大学病院歯周病科を受診した感染根管を有する患者13名からインフォームドコンセントを得て、唾液、プラーク、患歯の根管壁象牙質削片を採取し細菌DNAを抽出、16S rRNA遺伝子のV3-V4領域を増幅、イルミナMiSeqプラットフォームでシーケンスの塩基配列を決定、QIIME2を用いてSILVAと照合し細菌種を同定した。UniFrac距離に基づく主成分分析の結果、唾液、プラーク、根管フローラは、構成と構造が異なることが判明した。本年度は罹患歯を２本有していた男性患者１名のデータに特に注目し、彼の唾液、プラーク、感染根管２例のフローラ構造について追究した。唾液やプラークと比較すると、根管内はいずれもFirmicutes門に属する細菌種が多く、また偏性嫌気性菌が非常に多かった。一方で、臨床学的、X線学的に似た症状を呈していたにもかかわらず、２例の根管フローラは大きく異なっており、根尖性歯周炎は異なる細菌コミュニティにより生じる病態で、その病因はheterogeneousであることが再確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナウィルス流行による診療制限期間があり、サンプルの収集がなかなか進まなかった。さらに実験室での３密回避を目的とした実験研究制限期間もあり、サンプル処理も遅延した。そのため得られたシーケンスデータの多角的重層的解析がまだ不十分である。
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| Strategy for Future Research Activity |
根尖性歯周炎を有する患者13名の唾液、プラーク、根管壁象牙質に含まれる細菌同定結果をもとに、３種の検体群間での比較、また同一個人の３検体の比較を多角的重層的に行う。口腔細菌の局在を通じ、口腔局所においてそれぞれどのような選択圧が口腔細菌に作用するのか考察する。シーケンスデータを解析するにあたり、種にばかりとらわれず、属や科、門レベルで俯瞰する、あるいはパンゲノムとしての発現機能を解明することにより、感染根管フローラの病原性の特徴を見出す。さらに根管フローラで営まれていると予測される機能から根尖性歯周炎の臨床症状との相関を検証し、治療と診断に活用する手法を考究する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス流行による診療および実験研究制限期間があり、臨床サンプルの収集とその生化学的処理を終えるまでに時間を要し、サンプルのシーケンスデータを得たところで年度末を迎えた。次年度はスーパーコンピューターを利用して得られたデータを多角的に解析し、その結果を論文にまとめる。資金は論文の校閲、投稿料に充当する予定である。
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