歯周病原性菌の鉄獲得機構とその病原性に関する分子生物学的解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11307050
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 雫石 聰 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (00028789)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片岡 宏介 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (50283792) ; 小島 美樹 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (20263303) ; 永田 英樹 大阪大学, 歯学部・附属病院, 講師 (50260641) ; 久保庭 雅恵 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (00303983)
• Keywords: 歯周病原性菌 / Porphyromonas gingivalis / Actionbacillus actinomycetemcomitans / Prevotella nigrescens / 鉄 / ヘモグロビン / ビルレンス因子 / ヘモグロビン結合蛋白質

Research Abstract

鉄は多くの細菌にとって必須の栄養素であり、歯周病原性菌も歯肉溝浸出液中に存在する鉄結合性タンパク質を鉄源として利用していると考えられるが、その鉄獲得機構に関しては不明な点が多い。我々は、これまでに、種々の歯周病原性菌が鉄源としてヘモグロビンを有効に利用し、菌体表層にヘモグロビンと結合する成分が存在することを明らかにした。P. gingivalisに関しては、リシンを特異的に分解するチオール依存性タンパク質分解酵素(KGP)がヘモグロビンと結合することを明らかにし、その結合特性について報告した。本年度の研究では、KGPのDNAワクチンを構築し、マウスを用いた動物モデルでこのワクチンがP. gingivalisの感染を防御することを示した。また、A. actinomycetemcomitansやP. nigrescensとヘモグロビンとの結合特性をDot blot法などにより調べた結果、上述の3菌とも、酸性条件下でヘモグロビンと強く結合すること、ヘモグロビンのグロビン部分が結合に関与すること、および菌体表層タンパク質が結合に関与することが明らかとなった。さらに、A. actinomycetemcomitansは65kDの、p. nigrescensは41、56および59kDaの菌体表層タンパク質がヘモグロビンとの結合に関与することを明らかにした。現在、それらのタシパク質を精製し、遺伝子のクローニングを行っている。また、鉄獲得調節機構を解明するため、大腸菌など既に報告されているfur遺伝子をプローベとしてSouthern blot法によりP. gingivalisにもfur様遺伝子が存在するかどうかを調べたが、fur様遺伝子は検出されなかった。P. gingivalisは、大腸菌などとは異なる鉄獲得調節機構を有する可能性があり、これについてもさらに検討したい。

Research Products

• [Publications] Masae Kuboniwa: "Specific antibodies to Porphyromonas gingivalis Lys-gingipain by DNA vaccination inhibit bacterial binding to hemoglobin and protect mice from infection"Infection and Immunity. 69・5. 2972-2979 (2001)
• [Publications] Sumin Guan et al.: "Characterization of binding and utilization of hemoglobin by Prevotella nigrescens"Oral Microbiology and Immunology. (in press).