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新規同定された難培養歯周病菌の種間相互作用を介した栄養要求性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K10311
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分57080:社会系歯学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

坂中 哲人  大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (90815557)

研究分担者 久保庭 雅恵  大阪大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (00303983)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード難培養歯周病菌 / Fusobacterium / 異種細菌間相互作用 / 栄養共生 / 種間相互作用
研究開始時の研究の概要

細菌叢解析技術の進歩により、これまで分離培養が困難であった多くの細菌が歯周病に関与している実態が明らかになってきた。近年これらの細菌の分離培養が可能になり基準株が利用できるようになったが、その生育には特定の口腔常在菌の培養上清あるいは菌体成分が必要不可欠であることが分かっている。そこで本研究では、in silicoおよび独自の共培養メタボロミクス測定系を活用し、口腔常在菌から難培養菌に提供される扶養因子を探索し、難培養菌の栄養依存機構および生存戦略を紐解き、謎に満ちたその生態や歯周病の病態形成における役割を理解することで歯周病因論の深化を目指す。

研究実績の概要

次世代シークエンサーの登場により、従来分離培養が困難だった多くの細菌が歯周病に関与している実態が明らかになってきた。これらの難培養菌は「歯周病菌ダークマター」と呼ばれ、その病因論的な役割への関心が高まっている。最近では、いくつかの難培養歯周病菌を分離培養することが可能になり、これには口腔常在菌であるFusobacterium nucleatumの培養上清や菌体成分が不可欠であることがわかっている。我々の研究でF. nucleatumは、歯肉縁下細菌叢の代謝ネットワークの中心として微生物共同体の栄養的なつながりを強化し、歯肉縁下バイオフィルムの構築および高病原化において中心的な役割を担っている可能性が示されている。本研究では、in silico手法と独自の共培養メタボロミクス測定系を用いて、F. nucleatumから難培養歯周病菌へ提供される扶養因子を探索し、これらの菌の栄養依存機構や生存戦略を解明する。これにより、歯周病菌ダークマターの生態や病態形成に関する研究を進展させるとともに、F. nucleatumの病因論的な役割に新たな光を当てることを目指す。
当該年度も昨年度に引き続き、公共データベースのゲノム情報を活用して、F. nucleatumに依存する難培養歯周病菌の栄養戦略のin silico解析を発展させ、増殖を支える扶養因子を探索した。同時に、理研・微生物材料開発室から提供された難培養歯周病菌の培養条件に改良を加え、メタボローム解析に必要な菌量を確保できるよう最適化を行った。またF. nucleatumとの共培養実験を進め、メタボローム解析のための条件検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

in silicoでの解析環境の整備と発展は順調に進んでおり、最終年度に何らかの知見が得られることが見込まれる。また細菌学的な実験については、難培養歯周病菌のルーチン培養法の最適化を行い、メタボローム解析に必要な菌量を確保できるよう努めるとともに、今後の共培養メタボロミクス実験に向けた条件検討を進め、最終年度の解析が順調に進むよう取り組んでいる。

今後の研究の推進方策

引き続き当初計画通り研究を推進する。in silico解析では特に、F. nucleatum subsp. animalisやF. nucleatum subsp. vincentiiなど、F. nucleatumの異なる菌株間での代謝能の差異にも着目し、それが難培養歯周病菌との相互作用にどのような影響を与えるか検討する。また実験的手法に関しても、最終年度にデータ創出と解析が順調に進むよう、できるだけ多くの菌量が確保できるよう最適化を進め、研究をまとめることを念頭に計画を推進する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Interspecies metabolite transfer fuels the methionine metabolism of Fusobacterium nucleatum to stimulate volatile methyl mercaptan production2024

    • 著者名/発表者名
      Hara Takeshi、Sakanaka Akito、Lamont Richard J.、Amano Atsuo、Kuboniwa Masae
    • 雑誌名

      mSystems

      巻: 9 号: 2 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1128/msystems.00764-23

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 口腔バイオフィルムの種間相互作用が生む代謝変動と歯周病への影響:代謝ネットワークハブとしてのFusobacterium nucleatum2024

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人
    • 雑誌名

      口腔衛生学会雑誌

      巻: 74 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] バイオフィルム代謝疾患としての歯周病2023

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 7 ページ: 67-71

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Fusobacterium nucleatum metabolically integrates commensals and pathogens in oral biofilms2022

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Kuboniwa M, Shimma S, Alghamdi SA, Mayumi S, Lamont RJ, Fukusaki E, Amano A
    • 雑誌名

      mSystems

      巻: 7 号: 4 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1128/msystems.00170-22

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Salivary metabolic signatures of carotid atherosclerosis in patients with type 2 diabetes hospitalized for treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Katakami N, Furuno M, Nishizawa H, Omori K, Taya N, Ishikawa A, Mayumi S, Inoue M, Isomura ET, Amano A, Shimomura I, Fukusaki E, Kuboniwa M
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Biosciences

      巻: 9 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fmolb.2022.1074285

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 口腔バイオフィルムの栄養的な連係を強化するFusobacterium nucleatumの代謝特性と歯周病への影響2024

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人
    • 学会等名
      第136回大阪大学歯学会例会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Agmatine affects fimbriation and biofilm formation in Porphyromonas gingnivalis2023

    • 著者名/発表者名
      Kudo M, Kuboniwa M, Sakanaka A, Mayumi S, Amano A
    • 学会等名
      101st General Session & Exhibition of the IADR
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fusobacterium nucleatum metabolically integrates commensals and pathogens in oral biofilms2023

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人
    • 学会等名
      第72回日本口腔衛生学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖尿病入院治療により歯周状態改善をもたらす全身の代謝変化の探索2023

    • 著者名/発表者名
      井上 萌,坂中哲人,久保庭雅恵,天野敦雄
    • 学会等名
      第34回近畿・中国・四国口腔衛生学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖尿病入院治療によりPISAが改善した患者群を特徴づける血漿・唾液代謝物の探索2023

    • 著者名/発表者名
      井上 萌、坂中哲人、久保庭雅恵、天野敦雄
    • 学会等名
      第134回大阪大学歯学会例会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisのアルギニン脱炭酸酵素は同菌の生育とバイオフィルム形成に影響を及ぼす2023

    • 著者名/発表者名
      工藤摩周、久保庭雅恵、坂中哲人、眞弓昌大、天野敦雄
    • 学会等名
      第134回大阪大学歯学会例会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 口腔と全身をつなぐ唾液科学の深化2022

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人
    • 学会等名
      第71回日本口腔衛生学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロビオームの変動を反映する唾液メタボローム解析から全身を見据える2022

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄、坂中哲人、久保庭雅恵
    • 学会等名
      第76回日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 口腔細菌間ネットワークが口臭成分メチルメルカプタンの産生を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      原 武史、久保庭 雅恵、坂中 哲人、天野 敦雄
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖尿病入院治療によりPISAが改善した患者群を特徴づける血漿・唾液代謝物の探索2022

    • 著者名/発表者名
      井上 萌、坂中哲人、久保庭雅恵、天野敦雄
    • 学会等名
      第33回近畿・中国・四国口腔衛生学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Potential role of Prevotella intermedia as a regulator of the microbial trophic environment2022

    • 著者名/発表者名
      Kuboniwa M, Aoki Y, Sakanaka A, Mayumi S, Fukusaki E, Amano A
    • 学会等名
      th International conference on Porphyromonas gingivalis and related species in oral ad systemic diseases
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring saliva and plasma metabolites characterizing diabetes patients with improved periodontal inflammation by hospitalized glycemic-control treatment2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue M, Sakanaka A, Choi YH, Kuboniwa M, Amano A
    • 学会等名
      2022 General Session of the Korean Academy of Preventive Dentistry and Oral Health Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalis infection alters the metabolome of human gingival epithelial cells and enhances cell proliferation.2022

    • 著者名/発表者名
      Iijima Y, Kuboniwa M, Sakanaka A, Takeuchi H, Mayumi S, Choi YH, Amano A
    • 学会等名
      2022 General Session of the Korean Academy of Preventive Dentistry and Oral Health Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] バイオフィルム革新的制御技術2023

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人(分担執筆)
    • 総ページ数
      342
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860438340
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] 8020推進アンバサダー活動ガイドライン2023

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人(分担執筆)
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      大阪府歯科医師会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] よくわかる!口腔バイオフィルムと歯科治療 : 感染制御のポイントと治療戦略2022

    • 著者名/発表者名
      野杁雄一郎,久保庭雅恵,坂中哲人,竹中彰治,多部田康一,野中由香莉,前園葉月
    • 総ページ数
      102
    • 出版者
      ヒョーロン・パブリッシャーズ
    • ISBN
      9784864320719
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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