大規模菌叢解析データを用いた歯周病治療法の最適化クリティカルパスの開発

• 研究課題/領域番号: 17K19747
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 口腔科学およびその関連分野
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 前川 知樹 新潟大学, 医歯学系, 研究准教授 (50625168)
• 研究分担者: 奥田 修二郎 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (00512310) ; 土門 久哲 新潟大学, 医歯学系, 助教 (00594350) ; 寺尾 豊 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50397717) ; 米澤 大輔 新潟大学, 医歯学系, 助教 (90711896)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 歯周病治療 / デジタルプラットフォーム / 歯周炎 / クリティカルパス / ディープラーニング / メタゲノム解析 / 菌叢解析 / 精密医療 / Keystone細菌 / 歯周病 / 歯周病治療学 / 歯周治療学

研究成果の概要

ヒト歯周炎罹患患者を侵襲性歯周炎，歯肉膿瘍を伴う歯周炎，慢性歯周炎に分類し，正常な細菌構成バランスを持つ正常な歯周状態の患者からの計57名の歯肉縁下プラークサンプルを採取した．採取したサンプルはメタゲノム解析のためのサンプル調整をおこない，次世代シークエンサーにて全細菌のメタゲノム解析と中心となって機能すると予想される細菌の同定を行った．中心となって機能している候補細菌の一つであるP. gは，免疫機能を減弱させることで，歯周炎を引き起こしていることが明らかになった．そこで同様のアプローチを新たに同定された疾患ごとの中心となって機能する細菌に対し行なっている．

研究成果の学術的意義や社会的意義

歯周炎が細菌感染によって引き起こされることが明らかでありながらも，細菌学の観点に立ったアプローチはこれまでに例が少ない．そのために，歯周炎には全て同様な物理的，もしくは化学的にプラークを除去する治療法しか存在せず，経験に頼った旧時代的な診療になりがちであった．本研究成果によって，歯周炎だけでなく他の混合感染症の成り立ちを理解するための，新たなアプローチ法に展開することが可能となる．さらに，歯周ポケットの細菌検査が，歯周炎の「進行程度」を示す新しい歯周炎の検査項目の開発にもなり得る．

研究成果

• [国際共同研究] ペンシルベニア大学(米国)
• [国際共同研究] ドレスデン工科大学(ドイツ)
• [国際共同研究] チュラロンコン大学(タイ)
• [国際共同研究] マニラ中央大学(フィリピン)
• [雑誌論文] Complement-Dependent Mechanisms and Interventions in Periodontal Disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Hajishengallis G, Kajikawa T, Hajishengallis E, Maekawa T, Reis ES, Mastellos DC, Yancopoulou D, Hasturk H, Lambris JD.
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 10
  • DOI: 10.3389/fimmu.2019.00406
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aggregatibacter actinomycetemcomitans induces detachment and death of human gingival epithelial cells and fibroblasts via elastase release following leukotoxin‐dependent neutrophil lysis (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiyoshi Takumi、Domon Hisanori、Maekawa Tomoki、Nagai Kosuke、Tamura Hikaru、Takahashi Naoki、Yonezawa Daisuke、Miyoshi Tomohiro、Yoshida Akihiro、Tabeta Koichi、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 巻: 63 号: 3-4 ページ: 100-110
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12672
  • NAID: 40021899825
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Peptides from rice endosperm protein restrain periodontal bone loss in mouse model of periodontitis (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamura Hikaru、Maekawa Tomoki、Domon Hisanori、Hiyoshi Takumi、Yonezawa Daisuke、Nagai Kosuke、Ochiai Akihito、Taniguchi Masayuki、Tabeta Koichi、Maeda Takeyasu、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Archives of Oral Biology 巻: 98 ページ: 132-139
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2018.11.021
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immunization with pneumococcal elongation factor Tu enhances serotype-independent protection against Streptococcus pneumoniae infection (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai Kosuke、Domon Hisanori、Maekawa Tomoki、Hiyoshi Takumi、Tamura Hikaru、Yonezawa Daisuke、Habuka Rie、Saitoh Akihiko、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Vaccine 巻: 37 号: 1 ページ: 160-168
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2018.11.015
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Antimicrobial susceptibility of Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, and Moraxella catarrhalis clinical isolates from children with acute otitis media in Japan from 2014 to 2017 (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai Kosuke、Kimura Osamu、Domon Hisanori、Maekawa Tomoki、Yonezawa Daisuke、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 25 号: 3 ページ: 229-232
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2018.08.018
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mechanism of Macrolide-Induced Inhibition of Pneumolysin Release Involves Impairment of Autolysin Release in Macrolide-Resistant Streptococcus pneumoniae (2018)
  • 著者名/発表者名: Domon Hisanori、Maekawa Tomoki、Yonezawa Daisuke、Nagai Kosuke、Oda Masataka、Yanagihara Katsunori、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Antimicrobial Agents and Chemotherapy 巻: 62 号: 11
  • DOI: 10.1128/aac.00161-18
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gingival Exudatome Dynamics Implicate Inhibition of the Alternative Complement Pathway in the Protective Action of the C3 Inhibitor Cp40 in Nonhuman Primate Periodontitis (2018)
  • 著者名/発表者名: Bostanci N, Bao K, Li X, Maekawa T, Grossmann J, Panse C, Briones RA, Resuello RRG, Tuplano JV, Garcia CAG, Reis ES, Lambris JD, Hajishengallis G
  • 雑誌名: Journal of Proteome Research 巻: 17 号: 9 ページ: 3153-3175
  • DOI: 10.1021/acs.jproteome.8b00263
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Neutrophil Elastase Subverts the Immune Response by Cleaving Toll-like Receptors and Cytokines in Pneumococcal Pneumonia (2018)
  • 著者名/発表者名: Domon Hisanori、Nagai Kosuke、Maekawa Tomoki、Oda Masataka、Yonezawa Daisuke、Takeda Wataru、Hiyoshi Takumi、Tamura Hikaru、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Front Immunol 巻: 印刷中 ページ: 732-732
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.00732
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A bacterial metabolite ameliorates periodontal pathogen-induced gingival epithelial barrier disruption via GPR40 signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada M, Takahashi N, Matsuda Y, Sato K, Yokoji M, Sulijaya B, Maekawa T, Ushiki T, Mikami Y, Hayatsu M, Mizutani Y, Kishino S, Ogawa J, Arita M, Tabeta K, Maeda T, Yamazaki K
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 9008-9008
  • DOI: 10.1038/s41598-018-27408-y
  • NAID: 120006546008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sulfated vizantin induces the formation of macrophage extracellular traps (2018)
  • 著者名/発表者名: Oda Masataka、Kurosawa Mie、Yamamoto Hirofumi、Domon Hisanori、Kimura Tatsuya、Isono Toshihito、Maekawa Tomoki、Hayashi Naoki、Yamada Noriteru、Furue Yui、Kai Daichi、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12589
  • NAID: 40021560445
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pneumococcal DNA-binding proteins released through autolysis induce the production of proinflammatory cytokines via toll-like receptor 4 (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagai Kosuke、Domon Hisanori、Maekawa Tomoki、Oda Masataka、Hiyoshi Takumi、Tamura Hikaru、Yonezawa Daisuke、Arai Yoshiaki、Yokoji Mai、Tabeta Koichi、Habuka Rie、Saitoh Akihiko、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Cell Immunol 巻: 325 ページ: 14-22
  • DOI: 10.1016/j.cellimm.2018.01.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An ENU-induced splice site mutation of mouse Col1a1 causing recessive osteogenesis imperfecta and revealing a novel splicing rescue. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tabeta K, Du X, Arimatsu K, Yokoji M, Takahashi N, Amizuka N, Hasegawa T, Crozat K, Maekawa T, Miyauchi S, Matsuda Y, Ida T, Kaku M, Hoebe K, Ohno K, Yoshie H, Yamazaki K, Moresco EMY, Beutler B
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 7(1) 号: 1 ページ: 11717-11717
  • DOI: 10.1038/s41598-017-10343-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Secreted protein Del-1 regulates myelopoiesis in the hematopoietic stem cell niche. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mitroulis I, Chen LS, Singh RP, Kourtzelis I, Economopoulou M, Kajikawa T, Troullinaki M, Ziogas A, Ruppova K, Hosur K, Maekawa T, Wang B, Subramanian P, Tonn T, Verginis P, von Bonin M, Wobus M, Bornh M, Grinenko T, Di Scala M, Hidalgo A, Wielockx B, Hajishengallis G, Chavakis T.
  • 雑誌名: J Clin Invest. 巻: 127 号: 10 ページ: 3624-3639
  • DOI: 10.1172/jci92571
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Streptococcus pyogenes Phospholipase A2 Induces the Expression of Adhesion Molecules on Human Umbilical Vein Endothelial Cells and Aorta of Mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Oda Masataka、Domon Hisanori、Kurosawa Mie、Isono Toshihito、Maekawa Tomoki、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Front Cell Infect Microbiol 巻: 7 ページ: 300-300
  • DOI: 10.3389/fcimb.2017.00300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Genetic and Intervention Studies Implicating Keystone Pathogens and Del-1 as Major Targets for the Treatment of Periodontitis (2019)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T
  • 学会等名: International Collaborative Symposium on Development of Human Resources in Practical Oral Health and Treatment, Phuket, Thailand
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Del-1 restrains osteoclastogenesis and inhibits inflammatory bone loss in periodontitis, rheumatoid arthritis and pneumonia of non-human primates (2019)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T
  • 学会等名: 6th Symposium of the Smart-Aging Research Center, Tohoku University
  • 招待講演
• [学会発表] 内因性抗炎症分子Del-1を介したマクロライド系抗菌薬の新作用機序 (2019)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第4回日本骨免疫学会ウインターセミナー，軽井沢
• [学会発表] 内因性抗炎症Del-1分子による炎症性骨破壊―歯周病とリウマチ―の治療戦略 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第60回歯科基礎医学会学術大会，福岡
• [学会発表] Del-1 restrains osteoclastogenesis and inhibits inflammatory bone loss in periodontitis (2018)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T
  • 学会等名: Niigata U-CU Seminar in Periodontal Research. Chulalongkorn University, Bangkok, Thailand
  • 国際学会
• [学会発表] Local regulator Del1 inhibits bone-resorption via suppression of Wnt5a-Ror2 signaling (2018)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T, Domon H, Kobayashi Y, Nagai K, Yonezawa D, Terao Y, Maeda T, Hajishengallis G
  • 学会等名: 96th General Session & Exhibition of the IADR, London, England
  • 国際学会
• [学会発表] Local regulator Del1 inhibits bone-resorption via suppression of Wnt5a-Ror2 signaling axis (2018)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T, Kobayashi Y, Domon H, Tamura H, Hiyoshi T, Maeda T, Terao Y, Hajishengallis G
  • 学会等名: ASBMR 2018 Annual Meeting, Montreal, Canada
  • 国際学会
• [学会発表] 内因性抗炎症分子Del-1分子誘導による炎症性骨破壊の新規治療戦略 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹，小林泰浩，土門久哲，田村 光，日吉 巧，永井康介，寺尾 豊，前田健康
  • 学会等名: 第４回日本骨免疫学会，沖縄
• [学会発表] 内因性抗炎症Del-1分子誘導による炎症性骨破壊の新規治療戦略 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 秋季日本歯周病学会学術大会，大阪
• [学会発表] 内因性抗炎症分子Del-1を介したマクロライド系抗菌薬の新作用機序 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第25回マクロライド新作用研究会，東京
• [学会発表] 内因性Del-1分子と歯周病．クローズアップセッション「骨免疫と歯周病」 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第3回日本骨免疫学会ウインターセミナー
• [学会発表] Del-1 restrains osteoclastogenesis and inhibits inflammatory bone loss in periodontitis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Maekawa T, Maeda T
  • 学会等名: International collaborative symposium on development of human resources in practical oral health and treatment
  • 国際学会
• [学会発表] Del-1分子による歯周炎の制御メカニズム解析とサルの応用研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第3回口腔医科学フロンティア研究会
• [学会発表] Inhibition of pre-existing natural periodontal inflammation in non-human primates by a locally administered peptide inhibitor of complement C3. (2017)
  • 著者名/発表者名: Maekawa Tomoki
  • 学会等名: 7th TIMNAS and 4th JSMiD 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Genetic and intervention studies implicating keystone pathogens as a major target for the treatment of periodontitis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Maekawa Tomoki
  • 学会等名: The 65th Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
  • 国際学会
• [学会発表] 内因性Del-1分子による炎症性骨吸収の制御メカニズム解析とサルの応用研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第60回春季日本歯周病学会学術大会
• [学会発表] Del-1分子による歯周炎制御メカニズム解析とサルの応用研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会学術大会・総会
• [学会発表] 抗炎症性分子Del-1はWnt5a-Ror2伝達経路を阻害し骨吸収を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第3回日本骨免疫学会
• [学会発表] 抗炎症性分子Del-1はWnt5a-Ror2伝達経路を阻害し骨吸収を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 前川知樹
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会学術大会・総会
• [学会発表] 肺炎の重症化に伴い誘導される宿主由来エラスターゼの病原性解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土門久哲，前川知樹，永井康介，山口雅也，川端重忠，寺尾 豊
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会学術大会・総会
• [学会発表] 自己溶菌に伴い放出される肺炎球菌の菌体内病原因子の同定と分子解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永井康介，土門久哲，前川知樹，山口雅也，川端重忠，寺尾 豊
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会学術大会・総会
• [備考] 新潟大学大学院医歯学総合研究科 高度口腔機能教育研究センター
  • URL: http://www.caos-niigata-univ.net/