線毛遺伝子型によるP.gingivalisの歯周病原性の判別

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671994
• Research Institution: OSAKA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 天野 敦雄 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (50193024)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 茂久 大阪大学, 歯学部・附属病院, 助手 (00283797) ; 森崎 市治郎 大阪大学, 歯学部・附属病院, 教授 (30116115)
• Keywords: 歯周病 / Porphyromonas gingivalis / 遺伝子型 / 遺伝子タイピング / プラーク細菌 / Polymerase chain reaction / 線毛 / fimA

Research Abstract

歯周病原性細菌P. gingivalisの菌体表層構造物である線毛は,本菌の様々な病原性の発揮に関与していると考えられている.我々はこれまで,線毛サブユニットFimA遺伝子(fimA)の塩基配列の違いに基づき線毛を5つの型(I-V型)に分類し,さらに歯周炎発症とII型線毛をもつP. gingivalisとの臨床的相関を報告した.しかし,線毛型の相違が本菌の病原性に及ぼす影響については不明である.そこで本年度研究では,線毛型の差異がP. gingivalisの病原性に及ぼす影響について検討を加え,歯周病診断に用いることを目的とした.
P. gingivalis株はATCC33277(I型線毛), HW24Dl(II型), 6/26(III型), HG564(IV型), HNA99(V型)を用いた.細胞は,ヒト咽頭粘膜上皮細胞株HEp-2細胞,ヒト口腔粘膜上皮細胞株KB細胞,ヒト歯肉繊維芽細胞を用いた.I-V型リコンビナント線毛(rFimA)を蛍光ビーズに結合させ,共焦点レーザー顕微鏡により細胞への付着・侵入を解析した.付着阻害実験には,抗線毛抗体,抗インテグリン抗体,RGDペプチドを用いた.菌体の細胞への付着・侵入実験には[^3H]-P. gingivalisを用いた.
上皮細胞へのrFimAの結合実験では,II型rFimAが他のrFimAと比較して3-4倍量の付着を示し,さらに細胞内への侵入も顕著であった.一方,繊維芽細胞への結合では型別による有意な差は認められなかった.rFimAの細胞への付着・侵入は,抗線毛抗体,抗α5β1インテグリン抗体により顕著に阻害された.II型線毛遺伝子を保有する株は,30%と高い上皮細胞への侵入率を示したが,III, IV, V型線毛株の侵入率は2-5%であった.これらの結果からII型線毛遺伝子を保有するP. gingivalisは口腔内上皮細胞への高い付着・侵入能を有し,歯周病の発症に強く関与していることが示唆された.
これらの知見は,特定の遺伝子型を有するP. gingivalisが強い歯周病原性を発揮することを示唆しており,線毛遺伝子型の差異がP. gingivalisの病原性の発揮に密接に関与していることが示された.

Research Products

• [Publications] Amano A, Kishima T et al.: "Relationship of periodontopathic bacteria with early-onset periodontitis in Down's syndrome"Journal of Periodontology. 72(3). 368-373 (2001)
• [Publications] Kuboniwa M, A Amano et al.: "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] Nakagawa I, Amano A et al.: "Functional differences among FimA variants of Porphyromonas gingivalis and their effects on adhesion to and invasion of human eithelial cells"Infection and Immunity. 70(1). 277-285 (2002)
• [Publications] Kimura S, Amana A et al.: "Periodontopathic bacterial infection in childhood"Journal of Periodontology. 73(1). 20-26 (2002)
• [Publications] Nakagawa I, Amana A et al.: "Identification of a new variant of fimA gene of Porphyromonas gingivalis and its distribution in adults and disabled populations with periodontitis"Journal of Periodontal Research. (in press). (2002)
• [Publications] Amano A: "Molecular interaction between periodontal bacteria and host cells : Implication for the microbial pathogenesis of periodontal disease"Journal of Periodontology. (in press). (2002)