2021 Fiscal Year Annual Research Report
Peptide drugs derived from food material for periodontal disease preventing flail and AMR
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19H03829
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
多部田 康一 新潟大学, 医歯学系, 教授 (20401763)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野中 由香莉 新潟大学, 医歯学総合病院, 講師 (40710520)
寺尾 豊 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50397717)
藤本 啓二 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70229045)
高橋 直紀 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (80722842)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ペプチド医薬 / バイオフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究結果から，代表的な歯周病原細菌である<Porphyromonas gingivalis/i>および<Fusobacterium nucleatum/i>に大豆由来ペプチドが殺菌的な抗菌活性を示し，バイオフィルム形成を阻害することが明らかとなった。薬剤耐性菌の増加に対抗するためには既存抗菌薬の使用削減に加えて，狭域スペクトル抗菌薬の開発が必要とされている。そこで2021年度は，グラム陽性の口腔内常在菌である<Streptococcus mitis/i>に対する抗菌活性とバイオフィルムに与える影響について検討を行った。その結果，大豆由来ペプチドは<S. mitis/i>に抗菌活性を示さず，バイオフィルム形成を阻害しなかった。これらの結果から，既存のクロルヘキシジンと比較すると大豆由来ペプチドの抗菌スペクトルは限定的であることが示された。このメカニズムとして，グラム陽性細菌が有する厚い細胞壁によってカチオン性ペプチドが機能しにくいことが示唆される。
また，これら3種の菌からなる複合バイオフィルムに対する大豆由来ペプチドの作用を検討した結果，大豆由来ペプチドはバイオフィルム形成抑制効果を示さなかった。本モデルの結果からは，グラム陰性菌だけでなく，グラム陽性細菌に対する抗菌活性が複合バイオフィルム形成量の抑制には必要である可能性が示された。
しかしながら，臨床的なバイオフィルムはさらに多様で複雑な細菌叢を有するため，このようなグラム陰性特異的な抗菌薬が病態ならびに生体応答にどのような影響を与えるかについては更なる検討が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度に引き続き，2021年度は大豆由来ペプチドの抗菌活性とバイオフィルム抑制能において，対象となる菌種を増やし，また複数の菌からなる複合バイオフィルムモデルを使用して検討を行った。その結果，既存のクロルヘキシジンと比較して大豆由来ペプチドの抗菌スペクトルがグラム陰性菌に特異的に強く働く可能性が示された。薬剤耐性菌の増加に対抗するための狭域スペクトル抗菌薬の開発が必要とされていることから，大豆由来ペプチドが既存の抗菌薬に代わる新たな歯周病治療薬として応用しうる可能性が示唆された。今後更にペプチドの性質と菌に対する特異性について検証を行うことによって，より細菌特異的な抗菌薬の開発につながる発展性を有することが示唆された。
2020年度末の計画からは変更があったが，大豆由来ペプチド群の抗菌活性とバイオフィルム抑制作用については一定の成果が得られたものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は１）大豆由来ペプチド群について，昨年度に継続して以下の検討を実施する，また，２）コメ由来ペプチドのアミノ酸置換体のうち，歯周病原細菌に抗菌活性を有する新たなペプチドについて以下の検討を計画している。
１）大豆由来ペプチド：ペプチドの抗菌メカニズムについて，膜障害性機能やタンパク合成阻害作用について解析を行う。上皮系および単球系培養細胞を用い，大豆由来ペプチドの細胞為害性についてMTT Assayにて評価する。
２）コメ由来ペプチドアミノ酸置換体：ペプチドの抗菌メカニズムについて，膜障害性，クオラムセンシング，病原因子発現阻害機能を検証する。単菌または複数の菌種からなるバイオフィルムモデルを使用し，ペプチドのバイオフィルム形成阻害作用および成熟バイオフィルム除去作用について評価する。評価方法としてはクリスタルバイオレット染色またはATP Assayを用いる。
さらに，安定性や免疫原性など臨床応用に必要なデータについて検討し，将来的に発展性を有するペプチドの更なる選定と課題解決のための実験を計画する。
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