Structure and functional potential of intracanal microbiome: Bioinformatics for endodontic therapy

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K11698
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 八巻 惠子 東北大学, 歯学研究科, 非常勤講師 (90182419)
• 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, 准教授 (20400260)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 根管内フローラ / 歯内疾患 / メタ16S解析 / V3-V4領域

Outline of Annual Research Achievements

根尖性歯周炎は、口腔内細菌が根管系に侵入定着して引き起こされる。ヒト口腔内から検出報告された細菌は700-1000種に及ぶが、一個人が口腔内に保有できる細菌は100-200種以内で、口腔フローラ構成菌種は個人差が非常に大きい。さらに症例により患歯の根管内環境は大きく異なる。当然感染根管検出菌種はレポートにより多種多様で、根尖性歯周炎はheterogeneous、つまり異なる複数種細菌から成る多様な複合感染が似たような症状を誘発する病態であることが解明された。本研究の目的は、同一個人から唾液、プラーク、感染根管象牙質を採取、メタ16S解析により各フローラの構造と特徴を明らかにし、根管内で作用する選択圧を推測するとともに、臨床症状と相関する細菌種が存在するか、症例間で比較検討することである。
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、患歯の根管象牙質削片を採取、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。さらにPICRUSt2を用いてフローラ機能を推測した。UniFrac距離に基づく主成分分析の結果、唾液、プラーク、根管内のフローラは構成と構造が異なることが判明した。根管内フローラは偏性嫌気性菌優勢で、唾液やプラークに比べ、Firmicutes門に属する細菌種が多く、Actinobacteria門、Proteobacteria門に属する菌種が少なかった。サンプル数が少ないこともあり、打診痛、瘻孔の有無など特定の臨床症状と相関する菌種は見つからなかった。同一患者に生じた２症例の感染根管フローラが大きく異なっており、患歯の環境要因も大きな選択圧となっていることが示唆された。