予測歯科医学の創生に向けた歯周感染感受性の分子基盤解析

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24659933
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 天野 敦雄 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (50193024)
• 研究分担者: 久保庭 雅恵 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (00303983) ; 古田 信道 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (50452446)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 歯周病 / オートファジー / Porphyromonas gingivalis / メンブレントラフィック / 細胞・組織 / 歯学

研究概要

歯周病菌は歯肉上皮細胞や歯肉繊維芽細胞に侵入し、感染の進行と慢性化を図る。一方、宿主細胞はエンドサイトーシス経路などのメンブレントラフィック機構を用いて侵入細菌を分解する。この「細菌 vs メンブレントラフィック」の戦いの転機が歯周病の発症において大きな影響を与えている。
メンブレントラフィック機構のひとつであるオートファジー（自食作用）とは、細胞の中を掃除することで病気が起こるのを防ぐ仕組である。細胞の中に壊れたミトコンドリアや古いタンパク質などが溜まったり病原体が侵入したりすると、細胞の健康が損なわれ、その結果アルツハイマー病、発がん、心不全、糖尿病、感染症、炎症など多岐にわたる病気が起こる。それを防ぐために細胞はオートファジーという仕組みを持っている。オートファジーを担うオートファゴソームは、膜で包まれた球形のオルガネラであり、必要に応じて細胞の中に現れ、細胞にとって有害な上述のものを取り込んで分解する働きを持つ清掃マシーンのような存在である。どこからともなく現れ役目を終えると消えるため、どこで造られているのかがこれまで40年近く論争の的になっていた。
最も強力な歯周病菌でもあるP. gingivalis は細胞質内へと侵入しオートファジーにより捕獲され分解・殺菌される。我々はオートファゴソームの形成起源について検討を加えた。その結果、オートファゴソームが別のオルガネラであるミトコンドリアと小胞体が接触する場所で造られていることを見出した。
今回の研究成果によって、40年来の謎が解かれ、異なるオルガネラが協力して他のオルガネラを産むというこれまで知られていなかった現象が明らかとなった。オートファジーの仕組みが分かったことで、本研究は大きく進展した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

今回の研究成果によって、40年来の謎が解かれ、異なるオルガネラが協力して他のオルガネラを産むというこれまで知られていなかった現象が明らかとなった。オートファジーの仕組みが分かったことで、本研究は大きく進展した。本研究成果は英科学誌「ネイチャー」（電子版）に、ロンドン時間の平成25年3月3日18時（日本時間の平成25年3月4日午前3時）に掲載され、社会的反響を呼んだ。

今後の研究の推進方策

P. gingivalis (歯周病菌)とオートファジーとの関連性について調べる予定である。P. gingivalisがどのようにオートファジーによって認識されているのか、つまり細胞内に侵入したP. gingivalisを初期段階で認識する細胞側因子に着目して今後の研究を展開していく予定である。

次年度の研究費の使用計画

全ての研究費は物品費（試薬、プラスミド等の購入）に給する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] The serine phosphatase SerB of Porphyromonas gingivalis suppresses IL-8 production by dephosphorylation of NF-κB RelA/p65 (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi H, Hirano T, Whitmore SE, Morisaki I, Amano A, Lamont RJ
  • 雑誌名: PLoS Pathogens 巻: 9(4) ページ: e1003326
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1003326
• [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis fimbriae (2013)
  • 著者名/発表者名: Enersen M
  • 雑誌名: Journal of Oral Microbiology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of periodontal biofilm in Down syndrome patients: a comparative study (2013)
  • 著者名/発表者名: Martinez-Martinez RE
  • 雑誌名: Journal of Medical Microbiology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genotype analysis of Porphyromonas gingivalis fimA in Korean adults using new primers (2013)
  • 著者名/発表者名: Moon JH
  • 雑誌名: Journal of Medical Microbiology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagosome forms at the ER-mitochondria contact sites (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamasaki M
  • 雑誌名: Nature 巻: 495 ページ: 389-393
  • DOI: 10.1038/nature11910
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of Porphyromonas gingivalis client proteins that bind to (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda K
  • 雑誌名: Infection and Immunity 巻: 81 ページ: 753-763
  • DOI: 10.1128/IAI.00875-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] BRCA1 regulates microRNA biogenesis via the DROSHA microprocessor complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawai S, Amano A
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 197(2) ページ: 201-208
  • DOI: 10.1083/jcb.201110008
• [雑誌論文] Distribution and molecular characterization of Porphyromonas gulae carrying a new fimA genotype (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Y, Nomura R, Nakano K, Inaba H, Kuboniwa M, Hirai N, Shirai M, Kato Y, Murakami M, Naka S, Iwai S, Matsumoto-Nakano M, Ooshima T, Amano A, Asai F
  • 雑誌名: Veter inar y Microbiology 巻: 161 (1) ページ: 196-205
  • DOI: 10.1016/j.vetmic.2012.07.026
• [雑誌論文] Identification of signaling pathways mediating cell cycle arrest and apoptosis induced by (2012)
  • 著者名/発表者名: Inaba H
  • 雑誌名: Infection and Immunity 巻: 80 ページ: 2847-2857
  • DOI: 10.1128/IAI.00258-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insights into the virulence of oral biofilms: discoveries from proteomics (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuboniwa M
  • 雑誌名: Expert Review of Proteomics 巻: 9 ページ: 311-323
  • DOI: 10.1586/epr.12.16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Negative regulation of Odd-skipped related 2 by TGF-beta achieves the induction of cellular (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawai S
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 421 ページ: 696-700
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.04.064
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cardiovascular diseases and periodontal diseases (2012)
  • 著者名/発表者名: Amano A
  • 雑誌名: Clinical Calcium 巻: 22 ページ: 43-48
  • DOI: CliCa12014348
• [雑誌論文] Involvement of a periodontal pathogen, Porphyromonas gingivalis on the pathogenesis of nonalcoholic (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoneda M
  • 雑誌名: BMC Gastroenterology 巻: 12 ページ: 16
  • DOI: 10.1186/1471-230X-12-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and evaluation of new primers for PCR-based identification of type II fimA of (2012)
  • 著者名/発表者名: Moon JH
  • 雑誌名: FEMS Immunology & Medical Microbiology 巻: 64 ページ: 425-428
  • DOI: 10.1111/j.1574-695X.2011.00889.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (2012)
  • 著者名/発表者名: Klionsky DJ
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 8 ページ: 445-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] SNARE mediates autophagosome-lysosome fusion (2012)
  • 著者名/発表者名: Furuta N
  • 雑誌名: Journal of Oral Bioscience 巻: 54 ページ: 83-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell entry and exit by periodontal pathogen Porphyromonas gingivalis (2012)
  • 著者名/発表者名: Amano A
  • 雑誌名: Journal of Oral Bioscience 巻: 54 ページ: 54-57
  • 査読あり
• [学会発表] Strategy of periodontal bacteria for periodontal destruction (2013)
  • 著者名/発表者名: Amano A
  • 学会等名: Seminar at Penn Dental
  • 発表場所: Philadelphia, Pennsylvania
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 口腔から挑むBioResearch：Dental Scienceのときめき
  • 著者名/発表者名: 天野敦雄
  • 学会等名: 第62回口腔衛生学会
  • 発表場所: 松本
  • 招待講演
• [学会発表] Strategy of periodontal bacteria for periodontal destruction
  • 著者名/発表者名: Amano A
  • 学会等名: Seminar at School of Dentistry University of Louisville
  • 発表場所: Louisville, Kentucky
  • 招待講演
• [学会発表] Osaka university graduate school of dentistry opens the Frontier of Biodentistry
  • 著者名/発表者名: Amano A
  • 学会等名: The first Japan-Thailand-Korea joint symposium on translational research in oral sciences
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 招待講演
• [学会発表] Strategy of P. gingivalis for periodontal destruction
  • 著者名/発表者名: Amano A
  • 学会等名: First international conference on Porphyromonas gingivalis and related bacterial species
  • 発表場所: Nagasaki
  • 招待講演
• [学会発表] 基礎研究が指し示す歯周病因論
  • 著者名/発表者名: 天野敦雄
  • 学会等名: 第61回口腔衛生学会
  • 発表場所: 横須賀
  • 招待講演
• [学会発表] The autophagosome forms at ER−mitochondria contact sites
  • 著者名/発表者名: Hamasaki M
  • 学会等名: Annual meeting of American Society for Cell Biology
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [図書] オートファジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 天野敦雄
  • 総ページ数: 230
  • 出版者: 化学同人
• [図書] ビジュアル 歯周病を科学する (2012)
  • 著者名/発表者名: 天野敦雄
  • 総ページ数: 348
  • 出版者: クインテッセンス出版
• [備考] 大阪大学最新研究成果リリース
  • URL: http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/ResearchRelease/2013/03/20130304_1