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2015 年度 実績報告書

特定遺伝子を標的とするRNA誘導型ヌクレアーゼ輸送システムによる口腔細菌叢の制御

研究課題

研究課題/領域番号 15H05057
研究機関大阪大学

研究代表者

久保庭 雅恵  大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00303983)

研究分担者 竹内 洋輝  大阪大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (40572186)
永田 英樹  大阪大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (50260641)
関根 伸一  大阪大学, 歯学部附属病院, 助教 (70506344)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード口腔細菌叢 / エコロジカルシフト / Streptococcus gordonii / バクテリオファージ
研究実績の概要

本研究においてはS. gordoniiをモデル菌種として採用し、同菌と仲介菌F. nucleatumの代謝を介した相互作用に重要な役割を果たすアルギニン/オルニチントランスポーターであるArcD、および異菌種間シグナル伝達分子産生酵素luxS、cbe等を標的分子とし、多菌種よりなる口腔バイオフイルムモデル中で標的遺伝子を確実にノックアウトする技術を確立すること、また、これらの遺伝子ノックアウトが、多菌種よりなる細菌叢の構成菌種プロファイルおよび菌叢全体の代謝プロファイルに及ぼす影響を検討することを目的としている。
平成27年度は、まずS. gordonii ArcDの機能不全が口腔細菌叢代謝プロファイルに及ぼす影響の検討を実施した。共焦点レーザー顕微鏡を用いた観察により、arcD遺伝子のノックアウト株で、仲介菌F. nucleatumとの混合バイオフイルム形成能が低下していること、またその現象が、S. gordoniiがarcDを介して環境中に放出するオルニチン放出量の低下に起因することを確認した。
次に、これまでの我々の研究により、S. goroniiにおけるコリスミ酸結合性酵素Cbeの機能不全が歯周病菌P. gingivalisとの混合バイオフイルム形成能を顕著に低下させることが確認されていることから、Cbe酵素反応の生成物であるpABA(パラアミノ安息香酸)のシグナル伝達分子としての役割を詳細に検討した。その結果、S. gordoniiがpABAを環境中に放出することにより、pABAを受け取った歯周病菌P. gingivalisのトランスクリプトーム、プロテオーム、およびメタボロームプロファイルが大きく変動し、バイオフイルム形成能が高まる一方、病原性は低下するという現象が観察された。

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

各種オミクスの手法を駆使し、S. gordoniiの各種遺伝子が歯周病原性細菌叢に及ぼす影響についての解析は順調に進められている。
臨床サンプル由来の細菌叢の菌種プロファイルを可及的に保存しつつ、長期培養を可能とする培地を文献に従って作製したが、ムチンの可溶化が不十分な状態にしかならず、独自の工夫を施す必要があり、この点については現在試行錯誤中である。

今後の研究の推進方策

平成28年度は、臨床サンプル由来の細菌叢の菌種プロファイルを可及的に保存しつつ継続培養することが可能な培地の至適化を進める。
また、RNA誘導型ヌクレアーゼシステム(RGN)をコードするプラスミドpRGNの構築と、pRGNプラスミドを利用した、初期付着菌S. gordonii 標的遺伝子ノックアウト手法の確立も順次進める。
さらに、S. gordonii特異的に感染するテンペレートファージの単離を試みる。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Louisville/University of Washington(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Louisville/University of Washington
  • [雑誌論文] Dual lifestyle of Porphyromonas gingivalis in biofilm and gingival cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Kuboniwa M*, Hashino E, Bamba T, Fukusaki E, Amano A
    • 雑誌名

      Microbial Pathogenesis

      巻: 94 ページ: 42-47

    • DOI

      10.1016/j.micpath.2015.10.003.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular periodontal pathogen exploits recycling pathway to exit from infected cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi H*, Takada A, Kuboniwa M, Amano A*
    • 雑誌名

      Cellular Microbiology

      巻: 18 ページ: 928-948

    • DOI

      10.1111/cmi.12551.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activity of Curcumin Against Periodontopathic Bacteria.2016

    • 著者名/発表者名
      Izui S, Sekine S, Maeda K, Kuboniwa M, Takada A, Amano A, Nagata H
    • 雑誌名

      Journal of Periodontology

      巻: 87 ページ: 83-90

    • DOI

      10.1902/jop.2015.150260.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Arginine-ornithine antiporter ArcD in Streptococcus gordonii controls arginine metabolism and biofilm development with Fusobacterium nucleatum by ornithine cross-feeding.2015

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Kuboniwa M, Takeuchi H, Hashino E, Amano A.
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 290 ページ: 21185-21198

    • DOI

      10.1074/jbc.M115.644401.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 歯周病の発症と全身疾患:21世紀の新展開.2015

    • 著者名/発表者名
      天野敦雄、竹内洋輝、久保庭雅恵
    • 雑誌名

      日本臨床腸内微生物学会誌

      巻: 17 ページ: 26-32

  • [学会発表] New insight into molecular control of subgingival microbiome.2015

    • 著者名/発表者名
      Kuboniwa M
    • 学会等名
      Yonsei University College of Dentistry Centennial Memorial Symposium
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-11-06 – 2015-11-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microbially Derived Metabolites in Saliva Affect Initiation of Periodontitis.2015

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Kuboniwa M, Hashino E, Amano A
    • 学会等名
      The 63rd Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-31
  • [学会発表] アルギニン代謝物質によるP. gingivalisバイオフィルム形成能の制御2015

    • 著者名/発表者名
      久保庭雅恵、坂中哲人、福崎英一郎、天野敦雄
    • 学会等名
      第29回日本バイオフィルム学会
    • 発表場所
      ホテル竹島(愛知県蒲郡市)
    • 年月日
      2015-07-10 – 2015-07-11
  • [学会発表] 唾液メタボローム解析を用いた歯周組織由来の慢性炎症重症度評価モデルの構築2015

    • 著者名/発表者名
      橋野恵衣、久保庭雅恵、坂中哲人、関根伸一、永田英樹、天野敦雄
    • 学会等名
      第64回日本口腔衛生学会・総会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [学会発表] シアノアクリレート系ナノポリマー抗菌性粒子が歯周病原性バイオフィルムに及ぼす効果2015

    • 著者名/発表者名
      高田明比古、橋野恵衣、久保庭雅恵、天野敦雄
    • 学会等名
      第64回日本口腔衛生学会・総会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-10-14  

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