2021 Fiscal Year Research-status Report
歯周病菌P. gulaeによるバイオフィルム形成機序の解明と関連病原因子の同定
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21K17182
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
吉田 翔 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (40801048)
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2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 歯周病菌 / 線毛 / 病原因子 / バイオフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Porphyromonas gulae バイオフィルム形成と歯周病発症との関連性を明らかにすると共に、P. gulae による歯周疾患発症の予防法開発へと繋げることを目標としている。
P. gulae バイオフィルム形成能の有無は未知の領域であり、その形成機構も明らかになっていない。一般に微生物が形成するバイオフィルムは、厳しい生育環境条件の中で生き延びる、微生物の生存戦略と考えられる。その形成により、慢性疾患や感染症を引き起こすことが知られ、特に歯周病の原因であることが知られている。バイオフィルムの形成過程では、微生物が保有する病原因子の発現が重要な形成要素の一つとなっている。P. gulae の病原因子は、これまでの研究で、線毛、プロテアーゼ、LPS を保有することが知られている。本研究課題では、バイオフィルム形成における病原因子の役割を解明する。
本年度研究では P. gulae 線毛遺伝子多型とバイオフィルム形成能との関連性と共に、バイオフィルム抵抗性への影響を明らかにした。P. gulae が保有する線毛は核酸配列の違いによりにA型、B型およびC型の3種類に分類される。特に病原性が強いC型線毛を保有する菌株が、最も高いバイオフィルム形成能を保有することと共に、バイオフィルム抵抗性試験より強固なバイオフィルム形成が成されていることが明らかになった。そこで、C型線毛保有 D049 株の線毛欠損株と相補株を作製した。完成後、欠損株と相補株の性状を野生株と比較検討し、線毛の発現に違いはあるものの増殖や黒色色素産能などに違いがないことを明らかにした。また、プロテアーゼに関連する遺伝子部位の塩基配列を進めた。
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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
線毛遺伝子多型別 P. gulae を用いたバイオフィルム実験は順調に進展し、線毛型の違いがバイオフィルム形成とその性状におよぼすことを明らかにした。それらのデータを基に、最も高いバイオフィルム形成能を保有するC型線毛欠損株および相補株を完成させ、菌の生育や黒色産生能に影響がないことを明らかにすると共に、線毛発現の有無をタンパクレベルで確認した。プロテアーゼ欠損株の作製は、関連する遺伝子部位の塩基配列の決定が遅れており、解析の代替方法として各プロテアーゼ阻害剤の使用による解析を準備している。
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| Strategy for Future Research Activity |
線毛解析：P. gulae 線毛欠損株および相補株のバイオフィルム形成能および抵抗性を評価する。歯周病発症に向けた病原性への影響を明らかにするため、既知の方法であるカイコ感染モデルを用いた病原性の評価を進める。プロテアーゼ解析：プロテアーゼ阻害剤を用い、バイオフィルム形成能および抵抗性を評価する。
バイオフィルム阻害剤の探索：代表者が所属する研究グループでは、緑茶などに含まれる自然由来の成分がバイオフィルム形成阻害、歯周病原菌による生体反応の抑制を示すことを報告している。これら先行研究結果や上記の実験結果をもとに、P. gulae のバイオフィルム形成に対応する阻害剤を探索する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症のため、学会参加や打ち合わせのための旅費を使用することができなかった。また、研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
次年度は P. gulae 線毛欠損株と相補株、合わせてプロテアーゼ阻害剤を用いて、バイオフィルム形成能とその抵抗性の評価ならびにカイコ感染モデルを用いた病原性の評価を行う。また得られた実験結果をもとに、P. gulae のバイオフィルム形成に対応する阻害剤を探索する。これらの研究に昨年度からの継続分及び次年度の研究費を使用する予定である。また、学会参加費ならびに論文投稿（英文添削含む）に使用する予定である。
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