Functional analysis of microbiota associated with peri-implantitis and design the new treatment strategy

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26463129
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 竹内 康雄 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60396968)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 史人 京都大学, 医学研究科, 准教授 (30423122) ; 片桐 さやか 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60510352)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: インプラント周囲炎 / 歯周炎 / トランスクリプトーム

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、インプラント周囲疾患における細菌叢の群衆構造および機能を明らかにし、これらを診断や治療に応用することである。本年度は特にインプラント周囲炎および歯周炎部位から採取した歯肉縁下プラ－クサンプルにおける細菌RNAにターゲットを絞り、解析を進めた。高速シーケンサーを用いて塩基配列を決定後、MG-RAST、NCBInr等各種データベースを用いて、細菌叢の機能解析を中心に行った。
mRNAの塩基配列から機能遺伝子や病原遺伝子の発現を調べた結果、インプラント周囲炎と歯周炎で類似性が認められ、健常部位のそれとは明らかに異なる傾向が認められた。これらmRNAの由来細菌種を調べると、その組成はインプラント周囲炎と歯周炎で違いが認められた。菌量に比べて（16S rRNAから検出された量）、機能遺伝子を多く担っている菌（mRNAから検出された量）は複合菌感染症の中でもkeystone pathogenとなる可能性が高いと考え、さらにネットワーク解析から細菌種間の相互作用を多く担い、細菌叢の主体をなしていると推測される細菌群を検索し、それぞれの疾患においてこれらに当てはまる細菌種群を”interacting core taxa”と定義した。この細菌群は健常な状態からDysbiosisを引き起こし、インプラント周囲炎や歯周炎に導く主要な役割を果たしており、またこの細菌構成の差がインプラント周囲炎の治療効果の不確実性を生じさせていると推測され、両疾患の治療や予防のターゲットとなりえると考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Active microbiota show specific correlationships in peri-implantitis and periodontitis (2017)
  • Author(s): Kachi H, Maruyama N, Maruyama F, Shiba T, Watanabe T, Goda A, Murase K, Michi Y, Takeuchi Y, Izumi Y, Harada K, Nakagawa I
  • Journal Title: The Journal of the Stomatological Society, Japan Volume: 84 Pages: 25-36
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Distinct interacting core taxa in co-occurrence networks enable discrimination of polymicrobial oral diseases with similar symptoms (2016)
  • Author(s): Shiba T, Watanabe T, Kachi H, Koyanagi T, Maruyama N, Murase K, Takeuchi Y, Maruyama F, Izumi Y, Nakagawa I
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 6 Pages: 30997
  • DOI: 10.1038/srep30997
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 細菌叢遺伝子発現解析によるインプラント周囲炎および歯周炎の疾患特異的な細菌ネットワーク (2017)
  • Author(s): 渡辺孝康, 芝 多佳彦, 加地博一, 村瀬一典, 竹内康雄, 丸山史人, 和泉雄一, 中川一路
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19
• [Presentation] Functional keystone species enable discrimination of peri-implantitis and periodontitis (2016)
  • Author(s): Shiba T, Watanabe T, Koyanagi T, Maruyama N, Takeuchi Y, Maruyama F, Izumi Y, Nakagawa I
  • Organizer: The 102nd Annual Meeting of the American Academy of Periodontology
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center (San Diego, USA)
  • Year and Date: 2016-09-10 – 2016-09-13
  • Invited
• [Presentation] インプラント周囲炎と歯周炎における細菌叢メタトランスクリプトーム解析 (2016)
  • Author(s): 渡辺孝康, 芝 多佳彦, 加地博一, 竹内康雄, 丸山史人, 和泉雄一, 中川一路
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-25
• [Presentation] 類似した臨床症状を呈する複合感染症から紐解く恒常性維持機構 (2016)
  • Author(s): 芝 多佳彦，渡辺孝康，小柳達郎，丸山緑子，竹内康雄，丸山史人，中川一路，和泉雄一
  • Organizer: 第59回日本歯周病学会春季学術大会
  • Place of Presentation: 宝山ホール（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2016-05-21
• [Remarks] プレス通知資料 「インプラント周囲炎の原因となる細菌群集構造を解明」
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/archive-tmdu/kouhou/20160817_1.pdf