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。

在下颌骨髓炎中，各种口腔细菌被认为参与了合作的病变形成。但是，由于先前的研究依赖于仅检查一些可以培养的细菌物种，因此很难全面地分析涉及疾病的细菌并评估这些细菌的活性。这项研究旨在阐明下颌骨髓炎菌群中细菌活性的变化作为转录活性通过元文字分析，其中mRNA表达的量反映了实际的细菌活性。然后，通过鉴定其表达水平随着病变的发展而显着增加的基因，分析在宿主细胞的病变和致病性中表达的蛋白质的表达动力学，并将它们识别为有助于疾病的慢性病的新型发病因素，旨在建立不依赖抗生素治疗的药物发现的基础。但是，为了进行元文字分析，有必要执行大于元基因组分析的数据量，并且分析方法本身很复杂，因此在这种疾病中可能很难进行元文字分析，在这种疾病中，可以收集的标本数量有限。因此，在这项研究中，我们首先进行了Meta-16S分析，以全面识别颌骨骨髓炎病变中存在的细菌，然后计算16S rDNA与16S rRNA的比率，以评估每个细菌肿瘤的活性，这些细菌肿瘤的活性构成细菌组，并进行了模拟的荟萃转移分析。结果，已经揭示了即使在先前的研究中，在下颌骨髓炎中被鉴定为骨髓炎的细菌肿瘤，并非所有细菌肿瘤都高度活跃。此外，共发生网络分析表明，具有鲁棒性的网络不仅可以通过建立高度活跃的细菌物种的网络，而且还可以构建较小的活性细菌物种和较小的细菌肿瘤来形成。