腸内細菌が骨-糖代謝-免疫ネットワークに及ぼす新機構の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K17282
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 福原 瑶子 (内田瑶子) 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (60779742)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 母体腸内細菌 / 胎児骨格発達 / 細菌細胞外小胞 / 実験的歯周炎 / 臼歯結紮 / 内軟骨性骨形成

研究実績の概要

令和2年度は前年度で得られた知見を学会発表し、さらに論文作成を行った。また前年度に明らかになった、母体腸内細菌叢の胎児骨格発育への影響のさらなるメカニズムを解明するため、以下の実験を計画し、実行した。
母体腸内細菌叢の存在によって、母体―胎児をつなぐ胎盤に「何らかの因子」が生じて胎児に影響を及ぼすと考え、その「何らかの因子」として細菌が分泌する「細胞外小胞」に着目した。これまでのところ、歯周病菌の分泌する細胞外小胞は，脂質二重膜に包まれており、直径数十ナノメートルと非常に小さいことが明らかになっており，胎盤を通過して胎児に到達する可能性を考えた。また妊娠期における歯周病の有無と低体重出生との相関が疫学研究で示唆されているものの、分子メカニズムは不明であった。
妊娠期における歯周病が胎児成長へ与える影響を確かめるため、雌マウスの臼歯を5-0絹糸で結紮し、実験的歯周炎を誘発した。一週間後、雄マウスと交配させ、妊娠が判明したマウスをコントロール群と細胞外小胞投与群とに分け、細胞外小胞投与群には歯周病菌から回収した細胞外小胞を尾静脈から投与した。週2回投与を行った後、胎生18日で開腹し、胎児を採取した。コントロール群と細胞外小胞投与群から得られた胎児を比較した結果、1:細胞外小胞投与群の胎盤重量はコントロール群と比較して少ない、2: 投与群の胎児の大きさはコントロール群と比較して小さい、3:両群の胎児から骨格標本を作製したところ、細胞外小胞投与群は四肢の発育が抑制されていることがわかった。上記結果により、投与した歯周病菌由来細胞外小胞が胎盤を通過した結果、胎児発育を抑制したと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Caries Increment and Salivary Microbiome during University Life: A Prospective Cohort Study. (2020)
  • 著者名/発表者名: Uchida-Fukuhara Y, Ekuni D, Islam MM, Kataoka K, Taniguchi-Tabata A, Fukuhara D, Toyama N, Kobayashi T, Fujimori K, Sawada N, Iwasaki Y, Morita M.
  • 雑誌名: Int J Environ Res Public Health 巻: 17 ページ: 3713
  • DOI: 10.3390/ijerph17103713
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between Sleep Quality and Duration and Periodontal Disease among University Students: A Cross-Sectional Study (2020)
  • 著者名/発表者名: Islam MM, Ekuni D, Toyama N, Taniguchi-Tabata A, Kataoka K, Uchida-Fukuhara Y, Fukuhara D, Saho H, Sawada N, Nakashima Y, Iwasaki Y, Morita M.
  • 雑誌名: Int J Environ Res Public Health 巻: 17 ページ: 3034
  • DOI: 10.3390/ijerph17093034
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between Household Exposure to Secondhand Smoke and Dental Caries among Japanese Young Adults: A Cross-Sectional Study. (2020)
  • 著者名/発表者名: Saho H, Taniguchi-Tabata A, Ekuni D, Yokoi A, Kataoka K, Fukuhara D, Toyama N, Islam MM, Sawada N, Nakashima Y, Nakahara M, Deguchi J, Uchida-Fukuhara Y, Yoneda T, Iwasaki Y, Morita M.
  • 雑誌名: Int J Environ Res Public Health 巻: 17 ページ: 8623
  • DOI: 10.3390/ijerph17228623
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Outer membrane vesicles derived from Porphyromonas gingivalis induced cell death with disruption of tight junctions in human lung epithelial cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: He Y, Shiotsu N, Uchida-Fukuhara Y, Guo J, Weng Y, Ikegame M, Wang Z, Ono K, Kamioka H, Torii Y, Sasaki A, Yoshida K, Okamura H.
  • 雑誌名: Arch Oral Biol. 巻: 118 ページ: 104841
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2020.104841. Epub 2020 Jul 18.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between oral hygiene knowledge, source of oral hygiene knowledge and oral hygiene behavior in Japanese university students: A prospective cohort study. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara D, Ekuni D, Kataoka K, Taniguchi-Tabata A, Uchida-Fukuhara Y, Toyama N, Yoneda T, Sugiura Y, Islam MM, Saho H, Iwasaki Y, Morita M.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 15 ページ: e0236259
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0236259. eCollection 2020.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Effects of maternal gut microbiome on fetal endochondral bone formation (2020)
  • 著者名/発表者名: Uchida-Fukuhara，Y., Hattori, T., Ikegame, M., Kubota,S., Okamura, H.
  • 学会等名: 第62回歯科基礎医学会
• [学会発表] 腸内細菌の有無が胎児内軟骨成長に与える影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 内田瑶子、服部高子、福原大樹、Fu Shanqi、近藤 星、桑原実穂、イスラム モニルル、片岡広太、江國大輔、久保田聡、森田 学
  • 学会等名: 第33回日本軟骨代謝学会
• [学会発表] Effect of melatonin on rhythmic gene expression in human articular chondrocytes. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fu, S., Kuwahara, M., Uchida, Y., Hyashi, D., Shimomura, Y., Takagaki, A., Nishida, T., Nakata, E., Furumatsu, T., Kondo, S., Maruyama, Y., Hattori, A., Kubota, S., Hattori, T
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] Effect of melatonin on rhythmic gene expression in human articular cartilage. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fu, S., Kuwahara, M., Uchida, Y., Kondo, S., Hyashi, D., Shimomura, Y., Takagaki, A., Nishida, T., Maruyama, Y., Ikegami, M., Hattori, A., Kubota, S., Hattori
  • 学会等名: 第38回日本骨代謝学会学術集会