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2014 年度 実施状況報告書

歯周病原細菌の産生する短鎖脂肪酸が病原性に与える影響の解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 26462804
研究機関愛知学院大学

研究代表者

吉田 康夫  愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (10315096)

研究分担者 吉村 文信  愛知学院大学, 歯学部, 教授 (50001962)
石原 裕一  松本歯科大学, 歯学部, 教授 (50261011)
毛塚 雄一郎  岩手医科大学, 薬学部, 助教 (50397163)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード歯周病 / 酪酸 / 短鎖脂肪酸 / 代謝
研究実績の概要

歯周病原細菌である Porphyromonas gingivalisはその培養上清中に多量の短鎖脂肪酸を放出することが報告されている。その中でも酪酸は上皮細胞や免疫細胞にアポトーシスを惹起し、歯周病の発症や進行の増悪因子となる事が示唆されている。しかし、その産生機構は未だ解明されていない。そこで、本研究ではP. gingivalisの短鎖脂肪酸産生機構の解明を試みた。
P. gingivalisにおいて、succinyl-semialdehyde から 4-hydroxybutyrate を産生すると予測されている Pgn0724 タンパク質をコードしている遺伝子を、エリスロマイシン耐性遺伝子に置換して不活化した。その変異株の培養上清の短鎖脂肪酸濃度を GC/MS にて測定した。また同遺伝子から発現ベクターを用いて組換えタンパク質を精製した。同タンパク質を用いsuccinyl-semialdehyde と NADH を基質とし、その酵素学的性質を検討した。
pgn0724遺伝子不活化株の培養上清において、野生株と比較して酪酸濃度は約6割に減少した。一方で、プロピオン酸濃度は約6倍に増加した。またPgn0724 組換えタンパク質を用い、 succinyl-semialdehyde と NADH を基質に酵素反応を行うと、 NADH の消費が確認された。以上の結果から、P. gingivalisにおいて、succinyl-semialdehyde から 4-hydroxybutyrateを産生する反応にはpgn0724遺伝子が関与しており、またNADH濃度依存的なものであると示唆された。

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

初年度は、 Porphyromonas gingivalisにおける短鎖脂肪酸の合成経路を分子遺伝学的に解明を試みてきた。pgn0724遺伝子を精製し、ノックアウト株の作製とその解析においても、順調に成果をあげることができた。さらに、他遺伝子についての解析も進めており、来年度も継続的に研究成果を上げることができる見込みである。

今後の研究の推進方策

pgn0724遺伝子以外の他遺伝子についての解析も進めており、包括的な短鎖脂肪酸の合成機構の解明が期待される。さらに、GC-MSをもちていて、歯周病診断の基礎研究を今年度中に目処をたてる予定になっている。幸い、GC-MSを本学で購入することができ、研究の効率も以前よりも遙かに高くなる見込みである。

次年度使用額が生じた理由

歯周病原細菌による酪酸合成のメカニズムの解明を行ううち、予測外に複雑な遺伝子群が関与していることが判明し、その解明を次年度行う予定である。

次年度使用額の使用計画

酪酸産生経路の関わる酵素の精製、基質、同定等の試薬に用いる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] The influence of a glucosyltransferase, encoded by gtfP, on biofilm formation by Streptococcus sanguinis in a dual-species model2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, H. Konno, K. Nagano, Y. Abiko, Y. Nakamura, Y. Tanaka, and F. Yoshimura
    • 雑誌名

      APMIS

      巻: 122 ページ: 951

    • DOI

      10.1111/apm.12238. Epub 2014 Mar 15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic basis of coaggregation receptor polysaccharide biosynthesis in Streptococcus sanguinis and related species2014

    • 著者名/発表者名
      J. Yang, Y. Yoshida, and J. O. Cisar
    • 雑誌名

      Mol. Oral Microbiol

      巻: 29 ページ: 24

    • DOI

      10.1111/omi.12042

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell surface coaggregation receptor polysaccharide of oral streptococci2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, J. Yang, K. Nagano, F. Yoshimura, and J. O. Cisar
    • 雑誌名

      J. Oral Biosci

      巻: 56 ページ: 125

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Major membrane TDE2508 regulates adhesive potency in Treponema denticola2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Abiko, K. Nagano, Y. Yoshida, and F. Yoshimura
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9 ページ: e89051

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0089051. eCollection 2014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of Treponema denticola mutants defective in major antigenic proteins of Msp and TmpC2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Abiko, K. Nagano, Y. Yoshida, and F. Yoshimura
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9 ページ: e113565

    • DOI

      0.1371/journal.pone.0113565. eCollection 2014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 歯周病原細菌Porphyromonas gingivalisの短鎖脂肪酸産生機構の研究2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤満成、吉田康夫、金野弘靖、永野恵司、長谷川義明、中村好徳、田中貴信、吉村文信
    • 学会等名
      日本細菌学会総会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
  • [学会発表] Porphyromonas gingivalisの酪酸産生機構に関与する新規CoA転移酵素の同定とその酵素学的解析2014

    • 著者名/発表者名
      吉田康夫、永野恵司、長谷川義明、中村好徳、田中貴信、吉村文信
    • 学会等名
      歯科基礎医学会総会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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