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歯周病原細菌外膜小胞の産生機構と遠隔臓器における慢性炎症・発がん連関の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03861
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分57020:病態系口腔科学関連
研究機関国立感染症研究所

研究代表者

中尾 龍馬  国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (10370959)

研究分担者 尾花 望  筑波大学, 医学医療系, 助教 (00722688)
川崎 忠寛  一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主任研究員 (10372533)
泉福 英信  日本大学, 松戸歯学部, 教授 (20250186)
平山 悟  新潟大学, 医歯学系, 助教 (70778555)
佐々木 祐生  一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (80808668)
上野 尚雄  国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医長 (90450832)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードOuter membrane vesicles / Porphyromonas gingivalis / 膜小胞 / 細菌膜小胞 / 外膜小胞 / 歯周病原細菌 / 細菌由来膜小胞 / 細菌由来外膜小胞 / 膵臓がん / 慢性炎症
研究開始時の研究の概要

歯周病原細菌 Porphyromonas gingivalis (Pg)が産生する膜小胞 (BMVs) は様々な病原因子の運び屋として機能するが、Pg-BMVsの産生機構や遠隔臓器における病態形成への関与は明らかでない。歯周病と全身疾患との関連性において、Pg-BMVsが関与する可能性が考えられる。本研究では、革新的ナノイメージング技術を基軸としたアプローチにより、複雑な BMVs産生機構の全容解明を目指す。また、Pg-BMVsの生体内での運命を細胞と動物モデルを用い検討する。さらに、膵がん患者の 臨床検体からPg、およびPg-BMVsの同定を試み、Pgが関与するとされる"Dysbiosis- がん"の連関についても調査する。

研究成果の概要

凍結割断及び走査型電子顕微鏡を用いて、Porphyromonas gingivalis (Pg)の菌体内の詳細な構造を調べる手法が確立された。外膜小胞 (OMVs)の内部構造を可視化する手法が確立されつつある。Pgに抹茶を添加するとOMVsと類似した構造体が菌体の表面に形成された。マウス尾静脈投与モデルを用いた研究により、Pgの菌体は血液脳関門BBBを通過できないが、OMVsはBBBを通過して神経変性疾患を誘発する可能性が示唆された。唾液中のPgの総菌数や全細菌に対するPgの占有比率について、患者のがんが発生した臓器別で比べると、有意差はないが、乳がん患者で高い傾向が認められた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

PgおよびPg由来OMVsは、口腔のみならず全身の健康に影響を与える可能性がある。本研究では、OMVsの産生機構、構造生物学に関する知見が蓄積された。また動物や人を対象としたPg OMVsに関する研究が推進された。PgのOMVsに関する包括的な研究によって、OMVsと慢性疾患・がんの連関解明の糸口となるような複数の成果が得られた。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 図書 (2件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] Umea University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Multimodal Inhibitory Effect of Matcha on Porphyromonas gingivalis2024

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Nakao, Ayami Takatsuka, Kengo Mandokoro, Naoki Narisawa, Tsuyoshi Ikeda, Hideki Takai, Yorimasa Ogata
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mucosal adjuvanticity and mucosal booster effect of colibactin-depleted probiotic <i>Escherichia coli</i> membrane vesicles2024

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Hiroki、Kudo Toshifumi、Yamaguchi Takehiro、Obana Nozomu、Watanabe Kenji、Abe Kimihiro、Miyazaki Hidetaka、Toyofuku Masanori、Nomura Nobuhiko、Akeda Yukihiro、Nakao Ryoma
    • 雑誌名

      Human Vaccines &amp; Immunotherapeutics

      巻: 20 号: 1 ページ: 2337987-2337987

    • DOI

      10.1080/21645515.2024.2337987

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of selective isolation media for detecting Actinomyces and Schaalia genera from oral specimens containing indigenous bacteria2024

    • 著者名/発表者名
      Sadao Aoki, Hiroko Yahara, Ryoma Nakao, Osamu Tsuzukibashi, Koji Yahara
    • 雑誌名

      Access Microbiology

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biofilm-derived membrane vesicles exhibit potent immunomodulatory activity in Pseudomonas aeruginosa PAO12024

    • 著者名/発表者名
      Minato Takahara, Satoru Hirayama, Hiroyuki Futamata,Ryoma Nakao, Yosuke Tashiro
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of genes involved in enhanced membrane vesicle formation in Pseudomonas aeruginosa biofilms: surface sensing facilitates vesiculation2023

    • 著者名/発表者名
      Kanno Mizuki、Shiota Takuya、Ueno So、Takahara Minato、Haneda Keisuke、Tahara Yuhei O.、Shintani Masaki、Nakao Ryoma、Miyata Makoto、Kimbara Kazuhide、Futamata Hiroyuki、Tashiro Yosuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 14 ページ: 1252155-1252155

    • DOI

      10.3389/fmicb.2023.1252155

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scanning Electron Microscopy of Escherichia coli Encapsulated in a Spacerized Graphene Sandwich2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, Yuki; Hirayama, Satoru; Nakao, Ryoma
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: in press 号: 3 ページ: 175-180

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfac010

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual Inhibitory Activity of Petroselinic Acid Enriched in Fennel Against Porphyromonas gingivalis2022

    • 著者名/発表者名
      Nanami Yoshino; Tsuyoshi Ikeda; Nakao Ryoma
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of oral moisturizing gel containing propolis following head and neck radiotherapy: randomized controlled pilot trial2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Nakao, Takao Ueno
    • 雑誌名

      BDJ Open

      巻: 7 号: 10 ページ: 12-12

    • DOI

      10.3390/pathogens10101286

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of pH on the properties of membrane vesicles including glucosyltransferase in Streptococcus mutans2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Iwabuchi, Tomoyo Nakamura, Yasuka Kusumoto, Ryoma Nakao, Tsutomu Iwamoto, Osamu Shinozuka, Hidenobu Senpuku
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 号: 11 ページ: 2308-2308

    • DOI

      10.3390/microorganisms9112308

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細菌が創る膜小胞ワクチン:歯周病や感染症の制御に向けた取り組み2024

    • 著者名/発表者名
      中尾龍馬
    • 学会等名
      日本小動物歯科研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Novel Vaccine Platform against Pneumococcal Infection Using Glycoengineered Membrane Vesicles of Probiotic Escherichia coli2024

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Nakao
    • 学会等名
      The 4th Asian Pneumococcal Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生物発光共鳴エネルギー移動を用いた細菌膜小胞の生体内観察最適化2023

    • 著者名/発表者名
      木本万結、小根山千歳、二又裕之、中尾龍馬、田代陽介
    • 学会等名
      第36回日本微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌膜小胞のワクチン利用に向けた異種多糖抗原輸送効率の向上2023

    • 著者名/発表者名
      竹井奎多、今泉昌慶、二又裕之、中尾龍馬、田代陽介
    • 学会等名
      日本膜学会 第45年会,膜シンポジウム2023の合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mahanimbineは歯周病原細菌の表面にクレーター状の穴を開ける2023

    • 著者名/発表者名
      中尾龍馬、池田剛、明田幸宏
    • 学会等名
      第96回日本生化学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 歯周病原細菌とその外膜小胞の構成・構造の解析2023

    • 著者名/発表者名
      高橋葵、長田勝英、中村知世、西野智彦、小林宏尚、中尾龍馬
    • 学会等名
      第96回日本生化学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 膜小胞ワクチン:歯周病や感染症の制御に向けた取組み2023

    • 著者名/発表者名
      中尾龍馬
    • 学会等名
      第106回日本細菌学会関東支部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プロバイオティクス大腸菌由来外膜小胞を使った肺炎球菌ワクチンの投与ルートの検討2023

    • 著者名/発表者名
      中尾龍馬、安部公博、山口雄大、木村聡一郎、明田幸宏
    • 学会等名
      第 53 回レンサ球菌研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フェンネルシード由来ペトロセリン酸による口腔環境改善の可能性2023

    • 著者名/発表者名
      吉野七海、小池麻里子、伊藤健吾、恩田浩之、池田剛、中尾龍馬
    • 学会等名
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Intranasal vaccine development using probiotic E. coli-derived membrane vesicles carrying pneumococcal capsular polysaccharides2021

    • 著者名/発表者名
      Nakao R, Iwabuchi Y, Kimura S, Hirayama S, Morino S, Suzuki M, Ohnishi M.
    • 学会等名
      15th Vaccine Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グリシンにより誘導された細菌メンブレンベシクルの性質とアジュバント活性の解析2021

    • 著者名/発表者名
      平山悟、中尾龍馬
    • 学会等名
      第63回歯科基礎医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌由来メンブレンベシクルによる宿主免疫を介した宿主微生物叢制御2021

    • 著者名/発表者名
      奥田真由、尾花 望、奥脇響、中尾 龍馬、泉福 英信、野村 暢彦
    • 学会等名
      第34回微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Prospective vaccine strategy using bacterial membrane vesicles delivered into nasal cavity2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Nakao
    • 学会等名
      EMBO Workshop: Bacterial Membrane Vesicles: Biogenesis, functions, and medical applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of anti-TB vaccine using mycobacterial membrane vesicles2021

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Yamaguchi, Noriaki Samukawa, Ryoma Nakao and Shuhei Tomita
    • 学会等名
      EMBO Workshop: Bacterial Membrane Vesicles: Biogenesis, functions, and medical applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of initial pH conditions on the membrane vesicles produced by Streptococcus mutans2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Iwabuchi, Tomoyo Nakamura, Yasuka Kusumoto, Ryoma Nakao, Tsutomu Iwamoto, Osamu Shinozuka, Hidenobu Senpuku
    • 学会等名
      EMBO Workshop: Bacterial Membrane Vesicles: Biogenesis, functions, and medical applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on glucosyltransferase of Streptococcus mutans2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Nakamura, Naoki Narisawa, Fumio Takenaga, Ryoma Nakao, and Hidenobu Senpuku
    • 学会等名
      EMBO Workshop: Bacterial Membrane Vesicles: Biogenesis, functions, and medical applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of mucosal immunization of Clostridium perfringens membrane vesicles on humoral immunity and gut microbiota2021

    • 著者名/発表者名
      Okuda Mayu, Obana Nozomu, Okuwaki Hibiki, Nakao Ryoma, Senpuku Hidenobu, Nomura Nobuhiko
    • 学会等名
      EMBO Workshop: Bacterial Membrane Vesicles: Biogenesis, functions, and medical applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of immunomodulatory membrane vesicles derived from Pseudomonas aeruginosa biofilm2021

    • 著者名/発表者名
      Minato Takahara, Satoru Hirayama, Ryoma Nakao, Hiroyuki Futamata, Yosuke Tashiro
    • 学会等名
      EMBO Workshop: Bacterial Membrane Vesicles: Biogenesis, functions, and medical applications
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inhibitory activity of mahanimbine against Porphyromonas gingivalis2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Nakao, Tsuyoshi Ikeda
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 外来性莢膜多糖を発現するプロバイオティクス大腸菌が作る膜小胞ワクチンの特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Nakao, Hiroaki Kobayashi, Yusuke Iwabuchi, Yusuke Sasaki, Madeleine Ramstedt, Satoru Hirayama, Makoto Ohnishi
    • 学会等名
      第15回 日本ワクチン学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [図書] Methods in Molecular Biology: Glycine Induction Method: Effective Production of Immunoactive Bacterial Membrane Vesicles with Low Endotoxin Content2022

    • 著者名/発表者名
      Hirayama S, Nakao R.
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [図書] Methods in Molecular Biology: Intranasal vaccine study using Porphyromonas gingivalis membrane vesicles: isolation method and application to a mouse model2021

    • 著者名/発表者名
      Hirayama S, Nakao R.
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] EMBO Workshop on Bacterial Membrane Vesicles

    • URL

      https://meetings.embo.org/event/20-membrane-vesicles

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] EMBO Workshop on MVs 2021 Poster

    • URL

      https://meetings.embo.org/files/posters/20-membrane-vesicles.pdf

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] プロバイオティクス大腸菌の二重変異株、該二重変異株から産生される膜小胞、及びそれを用いた製品2024

    • 発明者名
      中尾 龍馬、安部 公博、尾花 望、渡辺 賢二
    • 権利者名
      国立感染症研究所長
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-033964
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] バチルス属細菌の膜小胞を基盤とする担体及びそれを用いた製品2024

    • 発明者名
      安部 公博、中尾龍馬
    • 権利者名
      国立感染症研究所長
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-037222
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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