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2020 年度 実施状況報告書

細菌はがんを起こすのか? 代謝を指標とした「細胞-細菌叢インタラクション」の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K19629
研究機関東北大学

研究代表者

高橋 信博  東北大学, 歯学研究科, 教授 (60183852)

研究分担者 鷲尾 純平  東北大学, 歯学研究科, 講師 (20400260)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
キーワード細胞代謝 / 代謝阻害 / ジンジバリス菌 / ジンジパイン
研究実績の概要

今年度は、昨年度の研究によって判明した、Porphyromonas gingivalis(Pg)の持つ正常上皮細胞(HaCaTなど)の細胞代謝(グルコース代謝)に及ぼす細菌因子の同定を試みた。細菌種として、Pg標準株(ATCC 33277)、及びそのジンジパイン欠損株(KDP136)を用いた。それぞれ細菌を通法によって培養し、(1) 培養上清、(2) 培養上清を熱処理(80℃、15分間)したもの、及び(3)培養上清から分子フィルターによって分子量5000 Da以上の分子を除去したものの3種類の試料を調整した。これらの試料を、細菌培養用培地をコントロールとして、正常上皮細胞と共存させ、pHスタットを用いたリアルタイム代謝測定システムを用いて細胞代謝活性(グルコース代謝活性)への影響を定量測定した。
その結果、(2) 培養上清を80℃、15分間熱処理をしたもの、及び(3)培養上清から分子量5000 Da以上を除去したものは、ジンジパイン活性を失うとともに、細胞のグルコース代謝活性への阻害作用を失っていた。一方、ジンジパイン欠損株にはジンジパイン活性は無く、また、細胞のグルコース代謝活性への阻害作用を殆ど示さなかった。
これらの結果から、Pgの持つジンジパインが細胞のグルコース代謝能を阻害するものと考えられた。Pgジンジパインはトリプシン様タンパク分解酵素であることが知られているが、市販のトリプシンはこのような阻害作用は示さなかったことから、Pgジンジパインに特異的な作用と考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルス感染症のため、必要な試薬の到着が大幅に遅れたこと、また、大学の実験施設の使用が制限されたことにより、研究の進捗がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

今後は、Pgジンジパインによる細胞グルコース代謝阻害作用のメカニズムを明らかにするとともに、がん化促進に関与していると考えられているFusobacteium nucleatumの作用を、同様の方法を用いて検討する。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症拡大のため、必要な試薬の到着が大幅に遅れたこと、及び大学の実験施設の使用が制限されたことから、研究の進捗がやや遅れたため。次年度は本研究計画を完遂し、各種学会及び学術論文にて成果を発表する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] Airlangga University(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      Airlangga University
  • [国際共同研究] West China School of Stomatology(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      West China School of Stomatology
  • [雑誌論文] Bacterial concentration and composition in liquid baby formula and a baby drink consumed with an artificial nipple2021

    • 著者名/発表者名
      Wakui Anna、Sano Hiroto、Kawachi Miho、Aida Ayaka、Takenaka Yuta、Yonezawa Akane、Nakahata Nana、Moriyama Sachie、Nishikata Mayumi、Washio Jumpei、Abiko Yuki、Mayanagi Gen、Yamaki Keiko、Sakashita Reiko、Tanaka Kaori、Takahashi Nobuhiro、Sato Takuichi
    • 雑誌名

      Journal of Oral Biosciences

      巻: 63 ページ: 161~168

    • DOI

      10.1016/j.job.2021.03.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrite Production from Nitrate and Its Link with Lactate Metabolism in Oral Veillonella spp.2020

    • 著者名/発表者名
      Wicaksono DP, Washio J, Abiko Y, Domon H, Takahashi N
    • 雑誌名

      Appl Environ Microbiol

      巻: 86(10) ページ: e01255-20

    • DOI

      10.1128/AEM.01255-20

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nitrite-producing oral microbiome in adults and children2020

    • 著者名/発表者名
      Sato-Suzuki Y, Washio J, Wicaksono DP, Sato T, Fukumoto S, Takahashi N
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 10(1) ページ: 16652

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73479-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrochemical evaluation of the hydrogen peroxide- and fluoride-induced corrosive property and its recovery on the titanium surface2020

    • 著者名/発表者名
      Satoko Furiya-Sato, Azusa Fukushima, Gen Mayanagi, Keiichi Sasaki, Nobuhiro Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Prosthodontic Research

      巻: 64(3) ページ: 307-312

    • DOI

      10.1016/j.jpor.2019.09.002

    • 査読あり
  • [学会発表] 口腔と全身の健康に関わる口腔バイオフィルムの代謝機能2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋信博、鷲尾純平
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Oral microbiome metabolism in oral and systemic health/disease2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi N
    • 学会等名
      Kaohsiung Medical University (KMU) Research Day
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 『食学拠点の形成』の概要2020

    • 著者名/発表者名
      高橋信博
    • 学会等名
      『食学拠点の形成』キックオフシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 「口腔マイクロバイオームの細菌叢・代謝解析を基盤とした「食からのヘルスプロモーション」」2020

    • 著者名/発表者名
      鷲尾純平、互野亮、真柳弦、安彦友希、江副和子、Dimas Prasetianto Wicaksono、韓思理、大竹知菜、柳田保子、髙橋信博
    • 学会等名
      『食学拠点の形成』キックオフシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Periodontitis-associated bacterial culture supernatants inhibit the glucose metabolic activity of host cells2020

    • 著者名/発表者名
      Otani H, Washio J, Yamada S and Takahashi N
    • 学会等名
      International Joint Symposium 2020 ( The 15th International Workshop on Biomaterials in Interface Science / The 11th Symposium on Innovative Dental-Engineering Alliance (IDEA)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Involvement of oral bacterial metabolism in oral health and diseases- Importance of analyzing bacterial metabolic activity2020

    • 著者名/発表者名
      Washio J, Takahashi N
    • 学会等名
      The 2nd International Cooperation Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metabolism of Oral Microbiome: From Its Fundamentals to the Latest Metabolome Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi N
    • 学会等名
      Airlangga University STOVIT online series
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] EGCG inhibits acid production and promotes aggregation of Streptococcus mutans2020

    • 著者名/発表者名
      Han S
    • 学会等名
      2020FJMU-HKU-TU International Online Symposium on Oral Health Sciences
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Profiling of Microbiota of Baby-Drinks after Drinking with Artificial Nipples2020

    • 著者名/発表者名
      Wakui A, Sano H, Kawachi M, Masuda N, Maruyama S, Washio J, Abiko Y, Mayanagi G, Yamaki K, Takahashi N, Okada Y, Sato T
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] The antimicrobial properties of green tea-derived epigallocatechin gallate on Streptococcus mutans2020

    • 著者名/発表者名
      Han S, Abiko Y, Washio J, Luo Y, Zhang L, Takahashi N
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of nitrate (NO3-) and nitrite (NO2-) on the growth and NO2- producing activity of oral Veillonella species2020

    • 著者名/発表者名
      Wicaksono D. P., Washio J, Takahashi N
    • 学会等名
      第62回歯科基礎医学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 口腔内環境モニタリングに向けた全固体イオン選択電極センサアレイの開発と多変量解析アルゴリズムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      大久保信吾、石原昇、山田哲也、栁田保子、真柳弦、鷲尾純平、高橋信博
    • 学会等名
      日本化学会第15回バイオ関連化学シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Metformin inhibits oral cancer cell growth by altering glucose metabolism2020

    • 著者名/発表者名
      Liu S., Washio J., Takahashi N
    • 学会等名
      The 68th Annual meeting of Japanese Association for Dental Research
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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