感染根管フローラの構造と機能解析－バイオインフォマティクスの歯内治療への応用

• 研究課題/領域番号: 17K11698
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 保存治療系歯学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 八巻 惠子 東北大学, 歯学研究科, 非常勤講師 (90182419)
• 研究分担者: 佐藤 拓一 新潟大学, 医歯学系, 教授 (10303132) ; 鷲尾 純平 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (20400260)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 根尖性歯周炎 / 根管内細菌叢 / 16S rRNA遺伝子 / メタ16S解析 / 根管内フローラ / 歯内疾患 / V3-V4領域 / パンゲノム / メタゲノム解析 / メタボローム解析

研究成果の概要

本研究の目的は、唾液やプラークと比較した根管内細菌叢の特徴を把握することである。根尖性歯周炎に罹患した歯を有する患者13名から同意を得て、唾液、プラーク、患歯の根管壁象牙質削片を収集し、細菌DNAを抽出、16S rRNA遺伝子のV3-V4領域をターゲットに増幅、標識し、イルミナMiSeq上でシーケンシングを行い、QIIME2を用いて多角的に解析した。その結果、唾液やプラークの細菌叢に比べ、根管内細菌叢はより嫌気的で、Firmicutes門が多く、ActinobacteriotaおよびProteobacteria門が少ないこと、同一個人でも差を生じることが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

根尖性歯周炎は歯科臨床現場において高頻度で遭遇する歯内疾患であり、その原因は根管に侵入定着した口腔細菌である。約1000種とされるヒト口腔細菌のうち一人が保有するのは100-200種のため、感染根管から検出される細菌はレポートにより大きく異なる。現在、根尖性歯周炎の病因は特定の菌ではなく、細菌叢すなわち多種多様な細菌の集合体と考えられており、次世代シーケンサー（NGS）を利用した細菌叢の解析が進行中である。本研究を通じて明らかとなった感染根管内の細菌叢の特徴を踏まえ、従来の標準治療法より普遍的かつ効率的な根管治療法が開発され、国民の健康増進に資するることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Bacterial amounts and compositions in liquid baby formula and a baby drink consumed with an artificial nipple. (2021)
  • 著者名/発表者名: Wakui A, Sano H, Kawachi M, Aida A, Takenaka Y, Yonezawa A, Nakahata N, Moriyama S, Nishikata M, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Yamaki K, Sakashita R, Tanaka K, Takahashi N, Sato T
  • 雑誌名: J Oral Biosci. 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 161-168
  • DOI: 10.1016/j.job.2021.03.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Profiling of microbiota at the mouth of bottles and in remaining tea after drinking directly from plastic bottles of tea (2021)
  • 著者名/発表者名: Wakui A*, Sano H*, Hirabuki Y*, Kawachi M, Aida A, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Yamaki K, Tanaka K, Takahashi N, Sato T
  • 雑誌名: Dentistry Journal 巻: 9 号: 6 ページ: 58-58
  • DOI: 10.3390/dj9060058
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Profiling system of oral microbiota utilizing polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Wakui A, Kawachi M, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Yamaki K, Tanaka K, Takahashi N, Sato T
  • 雑誌名: Journal of Oral Biosciences 巻: 63 号: 3 ページ: 292-297
  • DOI: 10.1016/j.job.2021.05.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Profiling of microbiota in liquid baby formula consumed with an artificial nipple (2019)
  • 著者名/発表者名: SANO Hiroto、WAKUI Anna、KAWACHI Miho、KATO Rito、MORIYAMA Sachie、NISHIKATA Mayumi、WASHIO Jumpei、ABIKO Yuki、MAYANAGI Gen、YAMAKI Keiko、SAKASHITA Reiko、TOMIDA Junko、KAWAMURA Yoshiaki、TANAKA Kaori、TAKAHASHI Nobuhiro、SATO Takuichi
  • 雑誌名: Biomedical Research 巻: 40 号: 4 ページ: 163-168
  • DOI: 10.2220/biomedres.40.163
  • NAID: 130007689885
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The composition and structure of oral microbiome: 16S rRNA gene analysis on saliva, plaque, infected root canals obtained from a patient. (2021)
  • 著者名/発表者名: Keiko Yamaki, Jumpei Washio, Toru Tamahara, Takuichi Sato
  • 学会等名: The 69th annual meeting of Japanese Association for Dental Research
• [学会発表] Profiling of microbiota of baby-drinks after drinking with artificial nipples. (2020)
  • 著者名/発表者名: Wakui A, Sano H, Kawachi M, Maruyama S, Masuda N, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Yamaki K, Takahashi N, Okada Y, Sato T.
  • 学会等名: The Update Symposium 7 in the 62nd Anual Meeting of Japanese Association for Oral Biology
• [学会発表] Oral microbiota analyzing system: Profiling by PCR-RFLP method. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawachi M, Maruyama S, Masuda N, Sano H, Wakui A, Yamaki K, Washio J, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: The 62nd Annual Meeting of Japanese Association for Oral Biology
• [学会発表] Profiling system of oral microbiota utilizing PCR-RFLP analysis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Wakui A, Washio J, Yamaki K, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: The 4th Asia Pacific Regional Congress of the International Association for Dental Research
  • 国際学会
• [学会発表] Profiling of microbiota of liquid baby formula after drinking with artificial nipples. (2019)
  • 著者名/発表者名: Wakui A, Sano H, Kawachi M, Kato R, Moriyama S, Nishikata M, Washio J, Yamaki K, Sakashita R, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: The 4th Asia Pacific Regional Congress of the International Association for Dental Research
  • 国際学会
• [学会発表] Profiling of microbiota in baby-drinks and liquid baby formula consumed with an artificial nipple. (2019)
  • 著者名/発表者名: Wakui A, Sano H, Kawachi M, Kato R, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Yamaki K, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: The Update Symposium 2 in the 61st Annual Meeting of Japanese Association for Oral Biology
• [学会発表] Profiling system of oral microbiota using PCR-RFLP method. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Wakui A, Washio J, Yamaki K, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: The 61st Annual Meeting of Japanese Association for Oral Biology
• [学会発表] Profiling of microbiota of baby-drinks after drinking with artificial nipples. (2018)
  • 著者名/発表者名: Wakui A, Sano H, Aihara H, Kawachi M, Takahashi A, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Ishiguro K, Yamaki K, N. Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: 第66回国際歯科研究学会日本部会（JADR）学術大会
• [学会発表] Oral anaerobes in saliva and intraoperative bronchial fluids of elderly patients with pulmonary carcinoma. (2018)
  • 著者名/発表者名: Wakui A, Sano H, Washio J, Yamaki K, Tomida J, Tanaka K, Kawamura Y, Sato T.
  • 学会等名: The Inaugural Forsyth Symposium－The Uncultivable Bacteria
  • 国際学会
• [学会発表] ニプルを通して飲んだ際の、ベビー飲料内への口腔細菌の流入 (2018)
  • 著者名/発表者名: 相原 瞳、涌井杏奈、佐野拓人、河内美帆、鷲尾純平、安彦友希、真柳 弦、八巻恵子、高橋信博、佐藤拓一.
  • 学会等名: 第60回歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] Profiling of microbiota in plastic bottles after drinking straight from bottles. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Wakui A, Aida A, Takenaka Y, Yonezawa A, Nakahata N, Aihara H, Kawachi M, Vidanapathirana GU, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Ishiguro K, Yamaki K, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: The 6th Conference on SLJCR (Sri Lanka-Japan Collaborative Research)
  • 国際学会
• [学会発表] Profiling of microbiota at the mouth of plastic bottles. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Wakui A, Aida A, Takenaka Y, Yonezawa A, Nakahata N, Aihara H, Kawachi M, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Ishiguro K, Yamaki K, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: The 96th IADR
  • 国際学会
• [学会発表] Microbiota profiling at the mouth of plastic bottles after drinking straight from bottles. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Aida A, Vidanapathirana GU, Wakui A, Hirabuki Y, Takenaka Y, Kawachi M, Aihara H, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Ishiguro K, Yamaki K, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: International Symposium for Multimodal Research and Education in IOHS-Liaison 2018
  • 国際学会
• [学会発表] A microbiological study on bacteria in the PET bottles after drinking. (2017)
  • 著者名/発表者名: Aida A, Sano H, Wakui A, Hirabuki Y, Takenaka Y, Kawachi M, Vidanapathirana GU, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Ishiguro K, Yamaki K, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: 第65回JADR総会・学術大会
• [学会発表] Quantification and composition of remaining bacteria in plastic bottles after drinking. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Hirabuki Y, Wakui A, Aida A, Abiko Y, Yamaki K, Mayanagi G, Washio J, Takahashi N, Sato T.
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会学術大会