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2016 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, 助教 (40572186)
関根 伸一  大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (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 / Porphyromonas gingivalis
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。
これまでに、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、S. goroniiコリスミ酸結合性酵素(Cbe)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、pABAを受け取った歯周病菌P. gingivalisにおいて、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。平成28年度には、この現象をマウスモデルを用いて確認する一方で、University of Texas との共同研究により、n数を増やしたプロテオーム解析を再度実施し、再現性を確認した。

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

トランスオミクスの手法を駆使し、S. gordonii由来の各種代謝物質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については引き続き至適化を進めている。

今後の研究の推進方策

平成29年度は、S. gordonii由来のpABAによって病原性の低いバイオフイルム状態となったP. gingivalisが、S. gordoniiと歯周病関連菌との相互作用によって産生される代謝物質によって再度プランクトニック化し、病原性を亢進させるメカニズムについて検討する。
また、RNA誘導型ヌクレアーゼシステム(RGN)をコードする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。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

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

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Louisville/University of Washington/University of Texas at Austin
  • [雑誌論文] Distinct signatures of dental plaque metabolic byproducts dictated by periodontal inflammatory status.2017

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

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 42818

    • DOI

      10.1038/srep42818.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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] Prediction of periodontal inflammation via metabolic profiling of saliva.2016

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

      Journal of Dental Research

      巻: 95 ページ: 1381-1386

    • DOI

      10.1177/0022034516661142

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fusobacterium nucleatumとの栄養共生におけるStreptococcus gordoniiアルギニン・オルニチンアンチポーターArcDの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人,久保庭雅恵,天野敦雄
    • 雑誌名

      大阪大学歯学雑誌

      巻: 61 ページ: 1-4

  • [雑誌論文] 歯垢(デンタルバイオフイルム)の病原性変化:Microbial shift2016

    • 著者名/発表者名
      久保庭雅恵
    • 雑誌名

      日本歯科評論

      巻: 76 ページ: 40-41

  • [雑誌論文] 抗菌薬で歯周病は治るのか2016

    • 著者名/発表者名
      久保庭雅恵
    • 雑誌名

      日本歯科評論

      巻: 76 ページ: 55

  • [学会発表] Insight into the oral microbiome study2016

    • 著者名/発表者名
      Kuboniwa M
    • 学会等名
      2nd Symposium 2016 of Yeongnam Branch of Korean Academy of Preventive Dentistry and Oral Health
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      2016-11-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Application of metabolomics for oral microbiome studies.2016

    • 著者名/発表者名
      Kuboniwa M
    • 学会等名
      Streptococcus mutans and systemic diseases 2016 “Cutting-edge knowledge and future perspectives”
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-10-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 歯周病重篤度評価における唾液代謝物カダベリンの有用性2016

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人, 久保庭雅恵, 橋野恵衣, 天野敦雄
    • 学会等名
      第27回近畿・中国・四国口腔衛生学会・総会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-10-02
  • [学会発表] Fusobacterium nucleatumとの栄養共生におけるStreptococcus gordoniiアルギニン・オルニチンアンチポーターArcDの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      坂中哲人,久保庭雅恵
    • 学会等名
      大阪大学歯学会第122回例会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-07-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Salivary microbially-derived metabolic signatures are linked to periodontal inflammatory status.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Kuboniwa M, Hashino E, Fukusaki E, Amano A
    • 学会等名
      94th General Session & Exhibition of the IADR
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-06-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between tongue coating and salivary metabolome.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakanaka A, Kuboniwa M, Hashino E, Amano A
    • 学会等名
      The 12th International Conference of Asian Academy of Preventive Dentistry
    • 発表場所
      東京医科歯科大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-05-28
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-10-14  

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