Clarification of virulence factor involved in the chronicity of osteomyelitis of the jaw

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K10112
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 道 泰之 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (70376755)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 一路 京都大学, 医学研究科, 教授 (70294113) ; 渡辺 孝康 日本大学, 歯学部, 助教 (70725514)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 顎骨骨髄炎 / メタトランスクリプトーム解析 / 細菌叢 / プロテオーム解析

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、顎骨骨髄炎に関与する細菌叢をゲノム解析することで、慢性化、難治化の原因となる病原因子を同定することを目的とする。本研究では顎骨骨髄炎の病変（腐骨）から、そこに存在する細菌叢のDNA、RNAを抽出し、メタゲノム解析・メタトランスクリプトーム解析を行い、培養では検出しきれない細菌を含め、細菌層が保有する病原因子を明らかにすることで新規治療法を提案する。本年度は病変から抽出した細菌叢のDNAのうちで、細菌特有の16S rDNA、16S rRNAの領域を遺伝子解析することで、病変に存在し、かつ活動性の高い（16S rDNAから16S rRNAへの転写率が高い）細菌種を同定し、さらにメタ16Sのデータから機能遺伝子を予測する解析パインプライン”PICRSｔ”を用いて顎骨骨髄炎細菌叢が保有する機能遺伝子を予測した。このことによって、今までは顎骨骨髄炎に対する治療方法が細菌をターゲットとしたものであったが、病原因子となる機能遺伝子が明らかになることによって、新たな治療ターゲットを同定するに至る可能性が見いだせた。しかし、本解析ではあくまでも細菌叢が保有する機能遺伝子群を「予測」したものであり、病原因子と考えうる機能遺伝子がどの程度発現されているかを明らかにすることは困難である。そのため、次年度はメタトランスクリプトーム解析、さらにはプロテオーム解析を進めて、実際に病原因子と考えうる機能遺伝子の同定、さらにはその発現量を解析していく。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

16S rRNAでの解析結果は得られており、現在論文を作成中である。ただ、COVID-19による一時的な診療停止や、患者数の減少などの影響もあり、新たな検体の獲得には至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、目標値に達するまで検体採取を継続する。また、現時点で入手できている検体を用いて、メタトランスクリプトーム解析の予備実験を勧め、解析パイプラインを確立する。メタトランスクリプトームの解析に関しては、中川研究室で行われた先行研究、インプラント周囲炎および歯周炎の細菌叢に対するメタトランスクリプトーム解析（芝ら、2016）を応用して行う。

Causes of Carryover

本年度はCOVID-19の影響もあり、患者数の減少などが影響して検体収集が予定通り進まなかった。検体が一定数集まってから試薬を購入予定であったため、本年度は試薬を購入しなかった。また、学会もオンライン開催のみであったため、学会参加費以外の旅費がかからなかった。
次年度は継続して検体最終を勧め、検体が一定数集まり次第試薬購入する。