Relationships between genome DNA in dental plaque and periodontitis-analysis of shotgun meta genome

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10247
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 江草 正彦 岡山大学, 大学病院, 教授 (90243485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 茂 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50253000) ; 江國 大輔 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (70346443)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 歯周病 / ダウン症候群 / 次世代シークエンス

Outline of Annual Research Achievements

本研究において，2020年度にはダウン症候群と健常歯周病患者の歯周ポケットから得られたプラークを解析し，傾向に違いがあることを示したが，2021年度では，それぞれのサンプルを増やして解析を行うとともに，ダウン症候群患者では半年間の治療経過後における構成細菌の変化を調べた。
2021年度までにダウン症候群患者10名，健常歯周病患者6名から得られたサンプルを解析対象とした。目(order)のレベルで解析したところ，ダウン症候群患者ではClostridiales，Bacteroidales，Spirochaetales，Fusobacterialesの4種の割合が優位に高く，Actinomycetalesの割合が優位に低くなっていた。また，半年間の治療後のサンプルを回収できたダウン症候群の６症例について変化を調べたところ，半年間の治療後にSpirochaetalesの割合が優位に増加していた。
Spirochaetalesは健常者では相対的に非常に少なく，6サンプル中4サンプルで検知されなかった。それに対してダウン症候群患者では10サンプルの全てにおいて検知されており，歯周病の進行と関連する可能性があるが，一方でダウン症候群の特徴と関連するという可能性も考えられる。ダウン症候群患者において半年後にSpirochaetalesの割合が増加したことの理由は不明である。歯周病自体は改善もしくは維持ができており，Spirochaetalesの割合の変化は今後の歯周病の状態変化を予見させるものである可能性がある。今回の結果はプラークの構成細菌の割合であるため，Spirochaetalesの割合が増加したとしても，絶対量が増加したことを意味しない。そのため今回のSpirochaetalesの割合の増加が歯周病に対してどのように作用するのか，今の時点では不明である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

概ね順調に進行している。特にダウン症候群患者のサンプルは半年間の治療後の６サンプルを解析できており順調と言える。一方，健常歯周病患者では半年間の経過を追うグループとして，当初予定した5サンプルの回収に至っていない。そこで，サンプルの改修を2021年度で終了する予定であったが，それを半年延長することとした。またサンプルの解析について，16s rRNAの解析による構成細菌の割合は順調に解析が進み，結果が得られている。現在は目(order)のレベルでの解析にとどまっているが，今後全てのレベルでの解析を進める予定である。またショットガンメタゲノムは現在解析中であり，得られた結果は2022年度の課題として解析する予定である。

Strategy for Future Research Activity

まず健常者の半年間の治療後のサンプルを増やすために，過去にサンプルを回収した患者の経過を追う予定である。今までに得られたサンプルは16s rRNAの結果は得られているが，ショットガンメタゲノムについては結果を待っているところである。この結果が回収出来次第解析を行う予定である。ショットガンメタゲノムは全DNAの解析になるため，解析は容易でなく時間を要することが予想される。このような作業により得られた結果は国内外の学会で発表し，最終的には英語論文として発表する予定である。

Causes of Carryover

研究遂行上，ショットガンメタゲノムによる全DNAの解析を次年度実施することとなったため，当該解析にかかる物品費等に充当する。