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

颌骨骨髓炎慢性相关毒力因子的阐明

基本信息

批准号：
20K10112
负责人：
道泰之
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

顎骨骨髄炎では種々の口腔細菌種が協同して病変形成に関わっている考えられている．しかし、従来の研究は培養可能な一部の細菌種のみを調べる手法に依存しているため，疾患に関与する細菌群を網羅的に解析することや、それらの細菌の活動性を評価することが困難であった。本研究では，顎骨骨髄炎細菌叢における細菌の活動性の変化を，実際の細菌活動性を反映したmRNAの発現量をメタトランスクリプトーム解析によって転写レベルの活動性として明らかにすることを目標とする。そして，病変の進展に伴い有意に発現量が増加する遺伝子を特定，その遺伝子が発現するタンパク質の病変での発現動態や宿主細胞への病原性を解析し，疾患の慢性化に寄与する新規な病原因子として同定することで，抗菌薬治療に依存しない創薬の基盤構築を目指す．しかし、メタトランスクリプトーム解析を実施するには、メタゲノム解析以上のデータ量が必要になることや、解析手法自体が複雑なこともあり、採取できる検体量が限られる本疾患でメタトランスクリプトーム解析を行うのは困難な場合がある。そこで、本研究では、まずメタ16S解析を行うことで顎骨骨髄炎の病変に存在する細菌群を網羅的に同定し、さらには16S rDNAと16S rRNAの比を計算することで、細菌群を構成する各細菌腫の活動性を評価して模擬的なメタトランスクリプトーム解析を行った。その結果、従来の研究で顎骨骨髄炎のCore microbiomeと同定された細菌腫であっても、全ての細菌腫の活動性が高いわけではないことが明らかとなった。さらに、共起ネットワーク解析では、活動性の高い細菌種だけでなく活動性の低い細菌種、マイナーな細菌腫がともにネットワークを構築することで、頑強性を保有するネットワークが形成されている可能性が示唆された。

在颌骨骨髓炎中，多种口腔细菌被认为与病变形成有关。然而，传统的研究依赖于仅检查一些可培养的细菌种类的方法，因此很难全面分析与疾病相关的细菌群或评估这些细菌的活性。在这项研究中，我们旨在通过反映实际细菌活性的 mRNA 表达水平的宏转录组分析来阐明骨髓炎颌菌群中细菌活性的变化。我们将鉴定表达水平随着病变进展而显着增加的基因，分析该基因在病变中表达的蛋白质的表达动态以及对宿主细胞的致病性，并通过鉴定来鉴定有助于疾病慢性化的新基因。作为一种致病因素，我们的目标是为不依赖抗生素治疗的药物发现奠定基础。然而，宏转录组分析比宏基因组分析需要更多的数据，而且分析方法本身也比较复杂。因此，本研究首先进行meta-16S分析，全面鉴定颌骨骨髓炎病灶中存在的细菌类群，然后计算16S rDNA与16S rRNA的比值，以确定构成细菌类群的细菌类群。我们评估了每种细菌瘤的活性并进行了模拟宏转录组分析。结果表明，并非所有细菌瘤都高度活跃，即使它们在之前的研究中被确定为颌骨骨髓炎核心微生物组的一部分。此外，共现网络分析表明，不仅活性高的细菌种类，活性较低的细菌种类和较小的菌瘤也可能形成网络，从而形成强大的网络。