Clarification of pathological condition of osteomyelitis of the jaw based on the analysis of microbiome network, and proposal of the optimal therapeutic strategy

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462997
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 道 泰之 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (70376755)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 一路 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (70294113) ; 丸山 史人 京都大学, 医学研究科, 准教授 (30423122)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 複合感染症 / 顎骨骨髄炎 / メタ16S解析 / メタゲノム解析

Outline of Annual Research Achievements

顎骨骨髄炎Stage2（腐骨形成は進んでいるが口腔内との交通を認めない）罹患患者を対象とし、外科手術により摘出した腐骨から細菌のDNA/RNAを抽出して、高速シーケンサーで16Sプロファイルを獲得した。歯科インプラント周囲炎、歯周炎の検体も獲得し、同様に16srDNAおよび16srRNAの配列情報を取得・解析した。その結果、細菌叢の種構成は疾患間だけでなく、同一疾患内であっても差異があるにもかかわらず、16SrRNAプロファイルから予測した細菌叢全体が保有する機能遺伝子発現構成は疾患間で類似していることが示された。さらに16SrRNA/16SrDNA比を細菌種の活動性を示す指標とし評価することで、罹患部位で高い活動性を保有する細菌種は従来報告されていたインプラント周囲炎および歯周炎の共有細菌種とは異なっており、細菌の存在量が必ずしも細菌の活動性と相関していないことが示された。また、細菌活動性および16SrRNAプロファイルから同定された細菌種の存在量が正の相関関係にある細菌種ペアが構成する細菌種ネットワークは疾患間で大きく異なることが示唆された。このような活動性の高い細菌種が形成する種間ネットワークの差異が両疾患間での進行速度や治療効果に影響を及ぼしている可能性があり、両疾患の病態解明の一助となった。この成果を元に顎骨骨髄炎における解析を進め、16SrRNA/16SrDNA比から各細菌の活動性を評価し、細菌の活動性と存在量が相関していないため、顎骨骨髄炎におけるコア・マイクロバイオームであっても、必ずしも病変における活動性が高くないことが明らかとなった。