歯周病原細菌のポストゲノム解析:口腔環境因子によるタンパク発現機構の包括的研究

• 研究課題/領域番号: 14370585
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形態系基礎歯科学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 中山 浩次 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (80150473)
• 研究分担者: 大原 直也 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (70223930) ; 内藤 真理子 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (20244072) ; 庄子 幹郎 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (10336175)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 13,900千円 (直接経費: 13,900千円); 2004年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2003年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2002年度: 7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
• キーワード: 口腔偏性嫌気性細菌 / Porphyromonas gingivalis / 静止期 / 酸化ストレス / Universary stress protein / 歯周病 / 口腔嫌気性細菌 / 環境因子 / タンパク発現

研究概要

Porphyromonas gingivalisは偏性嫌気性細菌であり、慢性歯周炎の発症と増悪に関与する重要な病原菌である。本菌の病原因子のいくつかについては静止期への移行や熱といった環境ストレスによってそれらの発現が影響されることが指摘されているが環境ストレスに反応して作動する防御機構の詳細はほとんどわかっていない。本研究課題「歯周病原細菌のポストゲノム解析:口腔環境因子によるタンパク発現機構の包括的研究」では本菌の培養において対数増殖期から静止期に入ると顕著に発現が誘導される新規タンパクUstAに着目して解析を進めた。
このustA遺伝子はP.gingivalis W83ゲノム遺伝子番号PG0246とほぼ一致する位置に存在する。PG0246はustA遺伝子内の22番目のメチオニンコドンを翻訳開始コドンとしたものであるが今回の研究からそれは正しくなく、さらに上流に位置するメチオニンコドンが真の開始コドンであることが明らかになった。ustA遺伝子の下流にはuniversal stress protein(Usp)の遺伝子が位置しており、この位置関係は近縁種であるBacteroides thetaiotaomicronやBacteroides fragilisでもみられた。薬剤耐性遺伝子DNAをustA遺伝子DNA領域に挿入したustA変異株を作製するとともにustA変異株のfimA遺伝子領域に野生型のustA遺伝子を導入した株を作製し、UstAタンパクの欠損が本菌の性質にどうような影響を与えるかを検討した。ustA変異株では野生株と比較して培地中での増殖の速度が遅くなり最終的な菌濃度も減少した。また、2次元ゲル電気泳動法とPMF解析により全タンパクのプロファイルについて検討した結果、スーパーオキシドデジスムターゼ、チオールペロキシダーゼ、チオレドキシンの発現量が変異株で顕著に増加していた。このように酸化ストレス防御に関与するタンパクの発現量が増加したことから、各種の酸化物やDNA傷害剤に対する感受性を調べた。その結果、ustA変異株ではdiamideに対して顕著に抵抗性であることがわかった。また、ustA oxyR二重変異株はoxyR変異株と比較してdiamide、metronidazole、mitimycin Cに対して明らかに抵抗性であった。これらの結果はUstAが本菌の酸化ストレス防御に関わるタンパクであることを示唆した。他の細菌では静止期での遺伝子発現においてシグマ因子の1つであるRpoSが調節因子として注目されているが、本菌にはRpoSが存在せず、他の因子の存在が示唆されるが、UstAがその候補の1つと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Novel stationary-phase-upregulated protein of Porphyromonas----------- (2005)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, Y.et al.
  • 雑誌名: Microbiology 151 ページ: 841-853
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of a new membrane-associated protein which influences------ (2005)
  • 著者名/発表者名: Sato, K.et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280(10) ページ: 8668-8677
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The antibacterial surface of dental implants based on ----------- (2005)
  • 著者名/発表者名: Suketa, N.et al.
  • 雑誌名: Clinical Implant Dentistry and Related Research (In Press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Novel stationary-phase-upregulated protein of Porphyromonas gingivalis influences the production of superoxide dismutase, thiol perxidase and thioredoxin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, Y., Ohara, N., Sato, K., Yoshimura, M., Yukitake, H., Sakai, E., Shoji, M., Naito, M., Nakayama, K.
  • 雑誌名: Microbiology 151 ページ: 841-853
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of a new membrane-associated protein which influences transport/maturation of gingipains and adhesins of Porphyromonas gingivalis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Sakai, E., Veith, P.D., Shoji, M., Kikuchi, Y., Yukitake, H., Ohara, N., Naito, M., Okamoto, K., Reynolds, E.C., Nakayama, K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280(10) ページ: 8668-8677
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Novel stationary-phase-upregulated protein of Porphyrornonas (2005)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, Y., et al.
  • 雑誌名: Microbiology 151 ページ: 841-853
• [雑誌論文] Inhibitory effect of green tea catechins on cysteine proteinases -------- (2004)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, M.et al.
  • 雑誌名: Oral Microbiol.Immunol. 19 ページ: 118-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Infection-induced up-regulation of the costimulatory molecule 4-1BB------- (2004)
  • 著者名/発表者名: Saito, K.et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279(14) ページ: 13555-13563
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The major structural components of two cell-surface filaments of -------- (2004)
  • 著者名/発表者名: Shoji, M.et al.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. 52(5) ページ: 1513-1525
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Autolysis of Porphyromonas gingivalis is accompanied by an increase in---- (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamaguchi, A.et al.
  • 雑誌名: Microbiol.Immunol. 48(7) ページ: 541-545
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Roles of Arg- and Lys-gingipains in coaggregation of ------ (2004)
  • 著者名/発表者名: Abe, N.et al.
  • 雑誌名: Biol.Chem. 385 ページ: 1041-1047
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A comprehensive study on the immunological reactivity -------- (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawano, T.et al.
  • 雑誌名: J.Biochem. 136(5) ページ: 711-722
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cleavage of human transferring by Porphyromonas gingivalis------- (2004)
  • 著者名/発表者名: Goulet, V.et al.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 72(8) ページ: 4351-4356
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis induces receptoer activator of -------- (2004)
  • 著者名/発表者名: Okahashi, N.et al.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 72 ページ: 1706-1714
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of enamel matrix derivative on periodontal ligament cells---- (2004)
  • 著者名/発表者名: Inaba, H.et al.
  • 雑誌名: J.Periodontol. 75(6) ページ: 858-865
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular genetics of Porphyromonas gingivalis : gingipains and ----------- (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, K.
  • 雑誌名: Current Protein and Peptide Science 4 ページ: 389-395
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of Porphyromonas gingivalis vesicles on coaggregation of -------- (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamaguchi, A.et al.
  • 雑誌名: Curr.Microbiol. 47 ページ: 485-491
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effect of green tea catechins on cysteine proteinases in Porphyromonas gingivalis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, M., Sugimoto, A., Leung, K.-P., Nakayama, K., Kamaguchi, A., Maeda, N.
  • 雑誌名: Oral Microbiol.Immunol. 19 ページ: 118-120
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Infection-induced up-regulation of the costimulatory molecule 4-1BB in osteoblastic cells and its inhibitory effect on M-CSF/RANKL-induced in vitro osteoclastogenesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saito, K., Ohara, N., Hotokezaka, H., Fukumoto, S., Yuasa, K., Naito, M., Fujiwara, T., Nakayama, K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279(14) ページ: 13555-13563
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The major structural components of two cell-surface filaments of Porphyromonas gingivalis are matured through lipoprotein precursors. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shoji, M., Naito, M., Yukitake, H., Sato, K., Sakai, E., Ohara, N., Nakayama, K.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. 52(5) ページ: 1513-1525
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Autolysis of Porphyromonas gingivalis is accompnied by an increase in several periodontal pathogenic factors in the supernatant. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamaguchi, A., Nakano, M., Shoji, M., Nakamura, R., Sagane, Y., Okamoto, M., Watanabe, T., Ohyama, T., Ohta, M., Nakayama, K.
  • 雑誌名: Microbiol.Immunol. 48(7) ページ: 541-545
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles of Arg- and Lys-gingipains in coaggregation of Porphyromonas gingivalis : identification of its responsible molecules in translation products oi rgpA,kgp,and hagA. (2004)
  • 著者名/発表者名: Abe, N., Baba, A., Takii, R., Nakayama, K., Kamaguchi, A., Shibata, Y., Abiko, Y., Okamoto, K., Kadowaki, T., Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Biol.Chem. 385 ページ: 1041-1047
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A comprehensive study on the immunological reactivity of Hsp90 molecular chaperone. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawano T., Kobayakawa T., Fukuma Y., Yukitake H., Kikuchi Y., Shoji M., Nakayama K., Mizuno A., Nemoto T.K.
  • 雑誌名: J.Biochem. 136(5) ページ: 711-722
  • NAID: 10016203899
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cleavage of human transferrin by Porphyrofnonas gingivalis gingipains promotes the formation of hydroxyl radicals. (2004)
  • 著者名/発表者名: Goulet, V., Britigan, B., Nakayama, K., Grenier, D.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 72(8) ページ: 4351-4356
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis induces receptor activator of NF-kB ligand expression on osteoblasts through activator protein-1 pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Okahashi, N., Inaba, H., Nakagawa, I., Yamamura, T., Kuboniwa, M., Nakayama, K., Hamada, S., Amano, A.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 72 ページ: 1706-1714
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of enamel matrix derivative on periodontal ligament cells diminished by Porphyromonas gingivalis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Inaba, H., Kawai, S., Nakayama, K., Okahashi, N., Amano, A.
  • 雑誌名: J.Periodontol. 75(6) ページ: 858-865
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Autolysis of Porphyromonas gingivalis is accompanied by --- (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamaguchi, A, et al.
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 48・7 ページ: 541-545
• [雑誌論文] Effect of inactivation on the Arg- and/or Lys-gingipain gene on ------ (2003)
  • 著者名/発表者名: Grenier, D.et al.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 71 ページ: 4742-4748
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of RANKL-induced osteoclast formation on mouse bone -------- (2003)
  • 著者名/発表者名: Nagata, N.et al.
  • 雑誌名: Bone 33 ページ: 721-732
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The collagenolytic activity of Porphyromonas gingivalis------ (2003)
  • 著者名/発表者名: Houle, M-A.et al.
  • 雑誌名: FEMS Microbiol.Lett. 221 ページ: 181-185
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interleukin-4 directly inhibits tumor necrosis factor ---- (2003)
  • 著者名/発表者名: Kitaura, H.et al.
  • 雑誌名: Immunol.Lett. 88 ページ: 193-198
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Adhesins encoded by the gingipain genes of Porphyromonas gingivalis (2003)
  • 著者名/発表者名: Kamaguchi A.et al.
  • 雑誌名: Microbiology 149 ページ: 1257-1264
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dps from the obligate anaerobe Porphyromonas gingivalis : purification,----- (2003)
  • 著者名/発表者名: Ueshima, J.et al.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 71(3) ページ: 1170-1178
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular Genetics of Porphyromonas gingivalis : gingipains and other virulence factors. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, K.
  • 雑誌名: Current Protein and Peptide Science 4 ページ: 389-395
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of inactivation of the Arg- and/or Lys-gingipain gene on selected virulence and physiological properties of Porphyromonas gingivalis. (2003)
  • 著者名/発表者名: Grenier, D., Roy, S., Chandad, F., Plamondon, P., Yoshioka, M., Nakayama, K., Mayrand, D.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 71 ページ: 4742-4748
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibition of RANKL-induced osteoclast formation in mouse bone marrow cells by IL-12 : involvement of IFN-g possibly induced from non-T cell population. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nagata, N., Kitaura, H., Yoshida, N., Nakayama, K.
  • 雑誌名: Bone 33 ページ: 721-732
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The collagenolytic activity of Porphyromonas gingivalis is due to its Arg-gingipain. (2003)
  • 著者名/発表者名: Houle, M-A., Grenier, D., Plamondon, P., Nakayama, K.
  • 雑誌名: FEMS Microbiol.Lett. 221(2) ページ: 181-185
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of Porphyromonas gingivalis Vesicles on Coaggregation of Staphylococcus aureus to Oral Microorganisms. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kamaguchi, A, Nakayama, K, Ichiyama, S, Nakamura, R, Watanabe, T, Ohta, M, Baba, H, Ohyama, T.
  • 雑誌名: Curr.Microbiol. 47 ページ: 485-491
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interleukin-4 directly inhibits tumor necrosis factor-a-mediated osteoclast formation in mouse bone marrow macrophages. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kitaura, H, Nagata, N, Fujimura, Y, Hotokezaka, H, Tatamiya, M, Nakao, Yoshida, N, Nakayama, K
  • 雑誌名: Immunol.Lett. 88(3) ページ: 193-198
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adhesins encoded by the gingipain genes of Porphyromonas gingivalis are responsible for coaggregation with Prevotella intermedia (2003)
  • 著者名/発表者名: Kamaguchi, A., Ohyama, T., Sakai, E., Nakamura, R., Watanabe, T., Baba, H., Nakayama, K.
  • 雑誌名: Microbiology 149 ページ: 1257-1264
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dps from the obligate anaerobe Porphyromonas gingivalis : purification, gene cloning, gene expression and mutant studies. (2003)
  • 著者名/発表者名: Ueshima, J., Shoji, M., Ratnayake, D.B., Abe, K., Yoshida, S., Yamamoto, K., Nakayama, K.
  • 雑誌名: Infect.Immun. 71(3) ページ: 1170-1178
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of IL-12 on TNF-α-mediated osteoclast formation in -------- (2002)
  • 著者名/発表者名: Kitaura, H.et al.
  • 雑誌名: J.Immunol 169(9) ページ: 4732-4738
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] U0126 and PD98059,specific inhibitors of MEK, accelerate ------ (2002)
  • 著者名/発表者名: Hotokezaka, H.et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 277(49) ページ: 47366-47372
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Construction and characterization of a nonpigmented mutant of -------- (2002)
  • 著者名/発表者名: Shoji, M.et al.
  • 雑誌名: Microbiology 148 ページ: 1183-1191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of IL-12 on TNF-α-mediated osteoclast formation in bone marrow cells : apoptosis mediated by Fas/Fas ligand interaction. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kitaura, H., Nagata, N., Fujimura, Y., Hotokezaka, H., Yoshida, N., Nakayama, K.
  • 雑誌名: J.Immunol. 169(9) ページ: 4732-4738
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] U0126 and PD98059,specific inhibitors of MEK, accelerate differentiation of RAW264.7 cells into osteoclast-like cells. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hotokezaka, H., Sakai, E., Kanaoka, K., Saito, K., Matsuo, K., Kitaura, H., Yoshida, N., Nakayama, K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 277(49) ページ: 47366-47372
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Construction and characterization of a nonpigmented mutant of Porphyromonas gingivalis : cell surface polysaccharide as an anchorage for gingipains. (2002)
  • 著者名/発表者名: Shoji, M., Ratnayake, D.B., Shi, Y., Kadowaki, T., Yamamoto, K., Yoshimura, F., Akamine, A., Curtis, M.A., Nakayama, K.
  • 雑誌名: Microbiology 148 ページ: 1183-1191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The antibacterial surface of dental implants based on the photocatalytic bactericidal effect.
  • 著者名/発表者名: Suketa, N., Sawase, T., Kitaura, H., Naito, M., Baba, K., Nakayama, K., Wennerberg, A., Atsuta, M.
  • 雑誌名: Clinical Implant Dentistry and Related Research (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ueshima, J.et al.: "Dps from the obligate anaerobe Porphyromonas gingivalis----"Infect.Immun.. 71・3. 1170-1178 (2003)
• [文献書誌] Shoji, M.et al.: "The major structural components of two cell-surface----"Mol.Microbiol.. (in press).
• [文献書誌] Houle et al.: "The collagenolytic activity of Porphyromonas gingivals is..."FEMS Microbiology Letters. (in press).