歯周病の新規治療標的分子の探索とヒト型抗体療法IT創薬開発のゲノム科学応用研究

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21390497
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 安孫子 宜光 日本大学, 松戸歯学部, 教授 (70050086)
• キーワード: 歯周病 / P.gingivalis / ゲノムプロジェクト / TDC60株 / マイクロアレイ / ヘミン結合タンパク質 / マイナー線毛 / 抗体

研究概要

主要な歯周病原菌Porphyromonas gingivalisを標的として、当研究室で構築したゲノムデータベースを基盤に、歯周病の効果的な新規治療標的分子を探索し、その標的分子に対して、臨床で実用化可能な安全性の高いヒト型中和抗体の作製と歯科界では初といえるIT創薬の開発を試みることを目的としてスタートした。また、研究成果を網羅的有機的に利用できるようなdatabaseを構築し、歯科界の共通財産として公開することで歯周病撲滅のための研究推進に役立てるために、P.gingivalis TDC60(II型)ゲノムプロジェクトに取り組み、本年度終了し、NCBI databaseにて公開した。この結果をもとに、ATCC33277(I型)、W83(IV型)の各遺伝子の相同性を比較し、TDC60(II型)特異発現標的分子の探索を行い、治療標的分子の遺伝子クローニングと組換えタンパクの量産を行った。TDC60株で特異に発現しているマイナー線毛Mfa1分子は、33277株では発現量の少ない分子であり、本分子が病原性、抗原性の高い分子である報告も多いことから、TDC60株に見られる病原性の起因の一つである可能性が示唆された。さらに、Mfa1は、他株でマイナーと呼ばれる分子であるにもかかわらず、TDC60株では多量に発現している分子であることが確認された。本研究の付加価値として、本大学院教育でゲノム科学基礎研究者として大学院生を参加させ、歯科医学の将来をになうゲノム科学専門研究者として育成することを目指しており、遺伝子発現解析技術、解析の研究拠点として機能を果たし、本校にとどまらず全国的に貢献した。
一方、共凝集因子として発見され、その後、ヘミン結合能をもつことが見いだされた40-kDa外膜タンパク質の酸化還元電位を測定した結果、-240mVという還元性の高い分子であり、他の分子を還元する能力をもつ可能性が示唆されたことから、P.gingivalisにおける本分子の機能は興味深い。立体構造情報をもとにDOCKシステムを利用してin silico screeningを行いリード化合物の探索を行なう準備としてヘム結合部位の候補の探索を行っている。

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

本年度、TDC60株のゲノムプロジェクトが終了したことによって、P.gingivalisのゲノムには、相当数の組み替え、ゲノム内移動があることが明らかになった。この理由から、TDC60株のゲノムの解読は困難を極めた。
当初予定していた比較ゲノムに基づく「新規病原因子の探索」は来年度の課題となる点において、やや遅れていると言わざるを得ない。しかし、比較ゲノムとは別に、平行して行っている発現タンパク質の解析、治療を目指したリコンビナント抗体の作製については、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

ゲノム解読が終了したことから、作製したカスタムマイクロアレイを用いて、発揮される病原性の検討を行う。ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオーム、抗体作製、ドラッグドックシステム、構造解析の他方面から、新規病原因子の探索/解析を行う。本菌株に特異的に発現している分子として、すでにゲノム解析の終了しているW83株、ATCC33277株と比較し、TDC60においてのみ存在する遺伝子、或は他株と比べた時に発現変動が大きい遺伝子について優先的にクローニングを行っている。さらに、候補分子のクローニングを行うと共に、TDC60で発現が増大しているマイナー線毛分子Mfa1、コラーゲン代謝に関わるDap2,aminoacyl-histidine dipeptidase(PepD-2)については大量精製を行い、立体構造を順次解明し、ゲノム創薬へ向けて進める。今後さらに、データーベースを充実させて有用な分子標的の探索を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Acute application of cisplatin affects methylation status in neuroblastoma cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Tabata K, Sakai H, Nakajima R, Saya-Nishimura R, Motani K, Okano S, Shibata Y, Abiko Y, Suzuki T.
  • 雑誌名: Oncol Rep 巻: 25 ページ: 1655-1660
  • DOI: DOI:10.3892/or.2011.1222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basic helix-loop-helix transcription factor DEC 1 negatively regulates cyclin D1 (2011)
  • 著者名/発表者名: T, Kobayashi M, Kashima I, Kijima H, Kuniyasu H, Abiko Y, Kato Y, Sato S
  • 雑誌名: J Pathol 巻: 224 ページ: 420-429
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of human-type monoclonal antibodies against reduced form of hemin binding protein 35 from Porphyromonas gingivalis (2011)
  • 著者名/発表者名: Shibata Y, Okano S, Shiroza T, Tahara T, Nakazawa K, Kataoka S, Ishida I, Kobayashi T, Yoshie H, Abiko Y
  • 雑誌名: J Periodontal Res 巻: 46 ページ: 673-681
  • DOI: DOI:10.1111/j.1600-0765.2011.01389.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of the bacterium Porphyromonas gingivalis TDC60, which causes periodontal disease (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Maruyama F, Nozawa T, Aoki A, Okano S, Shibata Y, Oshima K, Kurokawa K, Hattori M, Nakagawa I, Abiko Y
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 193 ページ: 4259-4260
  • DOI: DOI:10.1128/JB.05269-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transition metal ions induce carnosinase activity in PepD-homologous protein from Porphyromonas gingivalis (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoki A, Shibata Y, Okano S, Maruyama F, Amano A, Nakaeawa I, Abiko Y.
  • 雑誌名: Microb Pathog 巻: 52 ページ: 17-24
  • DOI: DOI:10.1016/j.micpath.2011.09.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sublingual vaccination with fusion protein consisting of the functional domain of hemagglutinin A of Porphyromonas gingivalis and Escherichia coli maltose-binding protein elicits protective immunity in the oral cavity (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuzawa S, Kurita-Ochiai T, Hashizume T, Kobayashi R, Abiko Y, Yamamoto M.
  • 雑誌名: FEMS Immunol Med Microbiol 巻: 52(Epub)
  • DOI: DOI:10.1111/j.1574-695X.2011.00895.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] F-spondin regulates the differentiation of human cementoblast-like (HCEM) cells via BMP7 expression (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, M, Ao, M, Miyauchi, M, Abiko, Y, Takata, T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 418 ページ: 229-233
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2011.12.155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adipocyte-macrophage interaction may mediate LPS-induced low-grade inflammation : Potential link with metabolic complications (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakarai, H, Yamashita, A, Nagayasu, S, Iwashita, M, Kumamoto, S, Ohyama, H, Hata, M, Soga, Y, Kushiyama, A, Asano, T, Abiko, Y, Nishimura, F
  • 雑誌名: Innate Immunity 巻: 18 ページ: 164-170
  • DOI: DOI:10.1177/1753425910393370
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of GDP-Dissociation Inhibitor Gene Expression in Osteoblasts by Low-Level Laser Irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, R, Hayashi, M, Mizukami, T, Abiko Y
  • 雑誌名: Journal of Hard Tissue Biology 巻: 20 ページ: 211-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lineage-Committed Osteoclast Precursors Circulate in Blood and Settle Down Into Bone (2011)
  • 著者名/発表者名: Muto, A, Mizoguchi, T, Udagawa, N., Ito, S, Kawahara, I, Abiko, Y, Arai, A., Harada, S., Kobayashi, Y., Nakamichi, Y, Penninger, JM, Noguchi, T, Takahashi, N.
  • 雑誌名: Journal of Bone and Mineral Research 巻: 26 ページ: 2978-2990
  • DOI: DOI:10.1002/jbmr.490
  • 査読あり
• [雑誌論文] MMP-10/Stromelysin-2 Promotes Invasion of Head and Neck Cancer (2011)
  • 著者名/発表者名: Deraz, EM, Kudo, Y, Yoshida, M, Obayashi, M, Tsunematsu, T, Tani, H, Siriwardena, SBSM, Kiekhaee, MR, Qi, G, Iizuka, S, Ogawa, I, Campisi, G, Lo, ML, Abiko, Y, Kikuchi, A, Takata, T
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 6 ページ: e25438
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0025438
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-level laser irradiation treatment reduces CCL2 expression in rat rheumatoid synovia via a chemokine signaling pathway (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhang, L, Zhao, J, Kuboyama, N, Abiko, Y
  • 雑誌名: Lasers in Medical Science 巻: 26 ページ: 707-717
  • DOI: DOI:10.1007/s10103-011-0917-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of beta-TCP implanted in dog mandible (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhao, J, Watanabe, T, Bhawal, UK, Kubota, E, Abiko, Y
  • 雑誌名: Bone 巻: 48 ページ: 864-877
  • DOI: DOI:10.1016/j.bone.2010.11.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザー照射による炎症性シグナル伝達系の抑制効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴田恭子、安孫子宜光
  • 雑誌名: 光アライアンス 巻: 22 ページ: 8-12
• [学会発表] Development of the molecular targeted therapy for periodontal disease (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Abiko
  • 学会等名: Int, Assoc Dent Res, Korean Division Annual Meeting
  • 発表場所: 韓国,ソウル
  • 年月日: 2011-11-23
• [学会発表] IL-8 signaling pathway in Candida albicans-infected gingival epithelial cells (2011)
  • 著者名/発表者名: U.Bhawal, K.Tsushima, T.Ikuta Y.Abiko
  • 学会等名: 59^<th> Annual Meeting of Japanese Association for Dental Research
  • 発表場所: 広島市インターナショナルコンフィレンスセンター
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] From diagnosis to periodontal therapy utilizing functional genomics (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Abiko
  • 学会等名: Int, Assoc Dent Res, Japanese Division Annual Meeting
  • 発表場所: 広島市インターナショナルコンフィレンスセンター
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] アンギオテンシン系および血糖調節を標的とする大腸癌肝転移の抑制 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤井澄、羅、バワールウジャール、吉川元清、丸山博司、千原良友、國安弘基、安孫子宜光
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術大会
  • 発表場所: 愛知芸術文化センター
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] 口腔癌におけるmiR-126の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 笹平智則、栗原都、バワールウジャール、山本一彦、桐田忠昭、國安弘基、安孫子宜光
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術大会
  • 発表場所: 愛知芸術文化センター
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] ヒト口腔扁平上皮癌におけるPERIOD1 (PER1)とPER3の発現 (2011)
  • 著者名/発表者名: Bhawal Ujjal、伊藤由美、安孫子宜光
  • 学会等名: 第53回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 長良川国際会議場
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 炎症におけるDEC1とDEC2の役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: Bhawal Ujjal、伊藤由美、安孫子宜光
  • 学会等名: 第53回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 長良川国際会議場
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] Expression of Caveolin in beta-TCP implanted in dog mandible (2011)
  • 著者名/発表者名: Ujjal K.Bhawal, Hu-Huang Chao, Shotaro Kojima, Noboru Kuboyama, Yoshimitsu Abiko
  • 学会等名: 第11回日本大学口腔科学会学術大会
  • 発表場所: 日本大学松戸歯学部
  • 年月日: 2011-09-04
• [学会発表] Mitochondrial oxidative stress and less mineralization by hydrogen peroxide treatment in MC3T3-E1 cell line. (2011)
  • 著者名/発表者名: Y Shibata, M Arai, S Okano, K Pugdee, T Sato, Y Otsuka-Tanaka, J Mega, H J Majima, Y Ogata, Y Abiko
  • 学会等名: 5th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research-Asis (SFRR-Asia) and Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine (ASMRM)
  • 発表場所: 鹿児島市民文化ホール
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] Molecular Mechanism of ss-TCP in Accelerating Bone Formation and Wound Healing (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Abiko
  • 学会等名: The Annual Scientific Meeting of the Assoc Dental Soc Republic of China ADS-ROC
  • 発表場所: Taiwan, Taipei
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] IL-22がヒト歯根膜由来細胞の石灰化ノジュール形成に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大山秀樹、小越菜保子、川辺陸記、安川陽子、安孫子宜光
  • 学会等名: 日本歯周病学会2011春期学術大会((第54回)
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] ココアフラボノールの抗炎症作用による動脈硬化抑制作用の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永安慎太郎、山下明子、鈴木茂樹、半井英雄、岩下未咲、熊本園子、安孫子宜光、西村英紀
  • 学会等名: 日本歯周病学会2011春期学術大会((第54回)
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] IL-22存在下においてヒト歯根膜由来細胞が発現する遺伝子の網羅的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川辺陸記、大山秀樹、安川陽子、小越奈保子、安孫子宜光
  • 学会等名: 日本歯周病学会2011春期学術大会((第54回)
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2011-05-27
• [図書] Profiling inflammatory genes and signaling pathways in rheumatoid synoviocytes for RA light therapy, in "Rheumatoid arthritis, ethiology, consequences and co-morbidities" edited by Lemmey, AB (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasuko Shibata, Yoshimitsu Abiko
  • 総ページ数: 153-170
  • 出版者: INTECH Open Access Publisher