Clarification of virulence factor involved in the chronicity of osteomyelitis of the jaw

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10112
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 道 泰之 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 准教授 (70376755)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 一路 京都大学, 医学研究科, 教授 (70294113) ; 渡辺 孝康 日本大学, 歯学部, 講師 (70725514)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 複合感染症 / 顎骨骨髄炎 / メタ16S解析 / ネットワーク解析

Outline of Annual Research Achievements

顎骨骨髄炎では種々の口腔細菌種が協同して病変形成に関わっている考えられている．しかし、従来の研究は培養可能な一部の細菌種のみを調べる手法に依存しているため，疾患に関与する細菌群を網羅的に解析することや、それらの細菌の活動性を評価することが困難であった。本研究では，顎骨骨髄炎細菌叢における細菌の活動性の変化を，実際の細菌活動性を反映したmRNAの発現量をメタトランスクリプトーム解析によって転写レベルの活動性として明らかにすることを目標とする。そして，病変の進展に伴い有意に発現量が増加する遺伝子を特定，その遺伝子が発現するタンパク質の病変での発現動態や宿主細胞への病原性を解析し，疾患の慢性化に寄与する新規な病原因子として同定することで，抗菌薬治療に依存しない創薬の基盤構築を目指す．
しかし、メタトランスクリプトーム解析を実施するには、メタゲノム解析以上のデータ量が必要になることや、解析手法自体が複雑なこともあり、採取できる検体量が限られる本疾患でメタトランスクリプトーム解析を行うのは困難な場合がある。そこで、本研究では、まずメタ16S解析を行うことで顎骨骨髄炎の病変に存在する細菌群を網羅的に同定し、さらには16S rDNAと16S rRNAの比を計算することで、細菌群を構成する各細菌腫の活動性を評価して模擬的なメタトランスクリプトーム解析を行った。その結果、従来の研究で顎骨骨髄炎のCore microbiomeと同定された細菌腫であっても、全ての細菌腫の活動性が高いわけではないことが明らかとなった。さらに、共起ネットワーク解析では、活動性の高い細菌種だけでなく活動性の低い細菌種、マイナーな細菌腫がともにネットワークを構築することで、頑強性を保有するネットワークが形成されている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究では、最終的に顎骨骨髄炎に対してメタトランスクリプトーム解析を行うことで、顎骨骨髄炎細菌叢が保有する機能遺伝子を解析し、病原因子を同定することを目標としている。しかし、十分量の検体を確保できておらず、メタトランスクリプトーム解析が進んでいたいことが現状である。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、サンプル採取を継続する。必要なサンプル数が集まり次第、歯周炎・インプラント周囲炎のメタトランスクリプトーム解析で構築した解析プロトコルに従って解析を進める。

Causes of Carryover

サンプル採取が予定通り進まず、解析に使用する試薬等の購入が遅延したため、次年度使用額が生じた。サンプル数が揃い次第、必要な試薬を購入していく。また、源氏あ16sメタ解析のデータを論文としてまとめている状況であるため、完成次第投稿料として使用する予定である。