2020 Fiscal Year Research-status Report
超小型次世代シーケンサーによる口腔内細菌叢ディスバイオーシス検出システムの構築
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20K21670
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
岩田 隆紀 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (60431946)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前川 祥吾 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (20793574) [Withdrawn]
片桐 さやか 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 講師 (60510352)
大杉 勇人 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 医員 (80846791)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 超小型次世代シーケンサー / 口腔内細菌 / 歯周病 / インプラント周囲炎 / 顎骨壊死 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
口腔は消化器系の入り口であり細菌叢と共存する器官であるが、強大な外的要因やホスト免疫の変動によりその平衡が破綻するとディスバイオーシスが起こり、齲蝕や歯周炎のみならず、インプラント周囲炎や顎骨壊死などの様々な細菌に起因すると考えられる疾患が誘発される。一方、患者個人レベルでの最適な診断および治療を施すプレジション・メディシンにおいては次世代シーケンサーの活用が進められており、唾液や組織などの検体から核酸情報を抽出し、網羅的に解析することにより定量的な細菌の同定が可能ではあるものの、巨大な解析装置・解析時間・コスト等の問題から一般普及に至っていない。本研究ではUSBサイズの解析チップで10分でサンプル調整可能、かつ安価な超小型シーケンサーを用いて、クリニカルシークエンスを導入することでチェアサイドでの迅速かつ確実な細菌診断技術の確立を目指す。
研究代表者ならびに分担研究者・片桐らによって学内各種倫理委員会書類を作成し、倫理委員会の承認を得た。2020年度においては健常者唾液、難治性歯周炎患者の唾液ならびにインプラント周囲炎それぞれ3サンプルずつ合計9サンプルを集め、①従来法の次世代シーケンサーシステム、②特異的プライマーを用いた定量的PCR法、ならびに③小型NGSであるナノポアシーケンシングシステムを用いて比較検討を進める。②を指標として、①、③の次世代シーケンサー間でのトータルチューニング（数理的データ補正）を実施し、健常者と患者における差異の解析を実施してきた。①②③の実施は研究代表者と分担研究者・片桐、大杉らによって進ている。解析は連携研究者の東京大学医科学研究所・ヒトゲノム解析センター・機能解析イン・シリコ分野の朴聖俊特任講師と共同で進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
サンプル採取の方法、次世代シーケンサーによる塩基配列解読のための前処理などの最適化がほぼ完了し、順調に推移していると考えている。歯周炎ならびにインプラント周囲炎サンプルに関しては順調に検体が集まり、顎骨壊死に関しては口腔外科と共同で検体採取を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度においてはサンプル数を健常者、難治性歯周炎ならびにインプラント周囲炎患者の唾液それぞれ4サンプルずつ、さらには前年度に開発された解析技術を用いて顎骨壊死患者の壊死部を4サンプル採取し、超小型シーケンサーに合致し、疾患特異的な変動パラメーター（サンプル採取部位による特異的な変動パターン）を考慮した解析アルゴリズムの策定を実施する。
小型NGSと本研究で構築されたアルゴリズムの組み合わせにより、チェアサイドにおいて組織採取時に即座にサンプル調整し、従来型のベンチトップ次世代シーケンサーがなくてもノート型パソコンがあればどこでも迅速検査を実施できるため、僻地やクリニックなどでも正確な細菌叢検査を実施することが可能となり、難治性口腔内感染症に悩まされている患者・医療者の双方にとって大きな意義を持つと考えられる。
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| Causes of Carryover |
前年度に購入予定であった超小型次世代シーケンサーがコロナ渦の影響か購入することが出来なかったため、本年度に繰り越しすることとなった。研究計画に関しては特段の変更は必要でなく、全サンプル収集後に一括で塩基配列を読み取る予定である。
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