歯周病が骨格筋の糖代謝異常に与える影響と関連遺伝子の探索

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K18527
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 佐々木 直樹 東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (40848305)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 歯周病 / 糖尿病 / 骨格筋 / 代謝異常

Outline of Annual Research Achievements

歯周病は糖尿病と相互に関係することが知られているが、近年数多くの報告において歯周病は様々な全身疾患（糖尿病、肥満等）の増悪因子となることが示唆されている。申請者らは歯周病原細菌として知られるP.gingivalis を超音波破砕し静脈内投与することによる、菌血症を模した臨床的なモデルでは、腸内細菌叢が変化し肝臓の脂肪化が亢進し、インスリン抵抗性が惹起されることを報告した。しかし一方で糖代謝において質・量ともに重要な骨格筋に関連した報告はこれまで乏しかった。そこで申請者は高脂肪食を投与したP.gingivalisの嚥下感染モデルマウスを用いて歯周病原細菌感染が骨格筋に与える影響を調査することとした。
骨格筋は速筋と遅筋に大別されるが、筋組織のOil red O染色を行ったところ、嚥下感染モデルマウスではヒラメ筋において脂肪化が亢進していることが分かった。またウエスタンブロッティング法にてインスリンシグナルの指標となるAktのリン酸化を評価したところ、ヒラメ筋ではP.gingivalis投与群においてリン酸化の阻害が認められ、インスリンシグナルが低下していることが分かった。また次世代シークエンサーを用いて腸内細菌叢の細菌種の同定、細菌種間の相関関係を解析した結果、P. gingivalisの投与は Tricibacter 属を減少させ、細菌叢を変化させていることが分かった。また細菌同士の相関関係を示したネットワーク構造も、ひとつのネットワークに関わる細菌種が減少していることが分かった。また、マウス筋芽細胞株を用いて、炎症状態では糖取り込みが低下することを明らかにした。以上の結果から、歯周病原細菌の感染により腸内細菌叢が変化し、骨格筋の脂肪化をはじめとした代謝異常が起きている可能性が示唆された。

Research Products

• [Presentation] Porphyromonas gingivalis administration induces obesity, modifies gene expression in the liver and brown adipose tissue in pregnant mice, and causes underweight in fetuses (2022)
  • Author(s): Yoshida S, Hatasa M, Ohsugi Y, Tsuchiya Y, Liu A, Niimi H, Morita K, Shimohira T, Sasaki N, Maekawa S, Shiba T, Hirota T, Noritake K, Nitta H, Katagiri S, Iwata T
  • Organizer: Europerio 10
  • Int'l Joint Research