バイオフイルム内の微小環境測定による齲蝕発生のメカニズムの解析と予防法の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14370700
• 研究機関: 九州歯科大学
• 研究代表者: 竹原 直道 九州歯科大学, 歯学部, 教授 (00038879)
• 研究分担者: 小関 健由 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (80291128) ; 安細 敏弘 九州歯科大学, 歯学部, 助教授 (80244789) ; 高橋 信博 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60183852)
• キーワード: 齲蝕 / バイオフイルム / 微小環境 / pH / IS-FET

研究概要

本研究事業の中心テーマとなるとなる、口腔内バイオフイルム底面の歯質との境界における微小環境のダイナミズムを観察するために、微小複合環境プローブとその制御・読み取り装置が必要となる。本研究事業で使用するpH測定用のセンサは、東北大学大学院歯学研究科・口腔生物学講座口腔生化学分野において、世界に先駆けて開発した半導体センサで、数多くの実験データが得られて実績を挙げている。実際に、微小点の局所環境を測定する現行の半導体センサを使用して口腔内の環境測定が可能であることは確認できたが、実生活時の歯垢底部の長期間に渡る微小環境モニタリング時には、センサを制御する測定装置と記録装置が可搬型でない事が実験に大きな支障をきたすことが新たに問題になった。よって、このセンサの制御・読取装置として、電池駆動型の可搬型小型読取装置を製作し、併せてセンサの組み込みの形状を模索した。さらに、この可搬型小型装置に、臼歯部において頬側面・舌側面・近心隣接面・遊離端遠心面のバイオフイルム底部のpHを経時的に観察する為に、多チャンネル化に対応する事を考慮に入れた。現時点での可搬型小型読取装置は、8ビットマイクロコンピュータを核とし、多チャンネルでアナログ出力をデジタルに変換できる複合LSIを応用することが選択候補として残り、現時点で制御プログラムを考案中である。さらに、取り込んだデータを如何に転送するかの課題も、通信先のコンピュータにプログラムを組み込むことにより解決する目処が立っている。この新しい読取装置を使用すると、これまで不可能であった口腔内微小環境の長期的・多面的な観察が可能になり、バイオフイルムによって引き起こされる齲蝕発生のメカニズムに新たなEvidence-Based Medicineを提示するだろう。

研究成果

• [文献書誌] Akifusa S, Ansai T, Yu W, Wachi M, Nagai K, Takehara T.: "Characterization of the Porphyromonas gingivalis FtsZ containing a novel GTPase activity"Curr Microbiol.. 44(4). 267-272 (2002)
• [文献書誌] Kusaba A, Ansai T, Akifusa S, Nakahigashi K, Taketani S, Inokuchi H, Takehara T.: "Cloning and expression of a Porphyromonas gingivalis gene for protoporphyrinogen oxidase by complementation of a hemG murant of Escherichia coli"Oral Microbiol Immunol.. 17(5). 290-295 (2002)
• [文献書誌] Ansai T, Chen X, Barik S, Takehara T.: "Conserved proline residues near the N-terminus are important for enzymatic activity of class A bacterial acid phosphatases"Arch Biochem Biophys.. 408(1). 144-146 (2002)
• [文献書誌] Yu W, Ansai T, Akifusa S, Takehara T.: "A conserved Ala320 in the FtsZ of Porphyromonas gingivalis is important for cell division."Curr Microbiol.. 45(5). 355-361 (2003)
• [文献書誌] Takahashi N, Sato T.: "Dipeptide utilization by the periodontal pathogens Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Prevotella nigrescens and Fusobacterium nucleatum"Oral Microbiol Immunol.. 17(1). 50-54 (2002)
• [文献書誌] Sato T, Koseki T, Yamato K, Saiki K, Konishi K, Yoshikawa M, Ishikawa I, Nishihara T.: "p53-independent expression of p21(CIP1/WAF1) in plasmacytic cells during G(2) cell cycle arrest induced by Actinobacillus actinomycetemcomitans cytolethal distending toxin"Infect Immun.. 70(2). 528-534 (2002)
• [文献書誌] 竹原 直道 編著: "むし歯の歴史"砂書房. 255 (2001)