歯周病原性プラークにおける栄養共生機構の解明

阐明牙周病菌菌斑的营养共生机制

• 批准号: 16J07311
• 负责人: 坂中 哲人
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J07311/
• 关键词: 栄養共生; 口腔細菌; 歯周病; 歯周病原性プラーク; 口腔常在菌; オルニチン; ポリアミン

歯周病は微生物叢の高病原化（Dysbiosis）に由来する疾患である。Dysbiosisに寄与する微生物間の相互作用のひとつに，菌種間で代謝産物を分け合う栄養共生がある。最近我々は，口腔初期付着菌であるStreptococcus gordoniiの産生するオルニチンが，歯周病関連菌Fusobacterium nucleatumを栄養しバイオフィルム形成を促進することを見出した（Sakanaka et al., J Biol Chem, 2015）。本研究では，S. gordoniiとF. nucleatum間で行われる栄養共生現象の全容解明を目指すとともに，それがDysbiosisに及ぼす影響について評価することを試みた。共培養実験を行ったところ，F. nucleatum単独培養時と比べ，共培養時ではF. nucleatum菌体内のN-アセチルオルニチンとプトレシンが顕著に増加するとともに，グルタミン酸やアラニン等のアミノ酸や，AMPやNAD+等の核酸が増加することが示された。さらに共培養時には，S. gordonii由来代謝産物としてオルニチン，アラニン，グルタミン酸等が培地中で増加するとともに，F. nucleatum由来代謝産物として酪酸が増加することが分かった。F. nucleatumの主要なエネルギー産生経路として，グルタミン酸を代謝して酪酸を産生する経路が知られている。そこでqRT-PCRを行い同代謝経路上の酵素の発現量を評価したところ，共培養時にはブチリルCoAデヒドロゲナーゼ等，複数の酵素の発現が有意に上昇することが示された。このことからS. gordoniiから供与された複数のアミノ酸がF. nucleatumの酪酸発酵能を高めることが示唆された。この知見に関し，2017年7月にValenciaで行われたFEMS 2017で発表を行い反響を得た。

牙周疾病是一种源自微生物群（营养不良）的过度人为性的疾病。有助于营养不良的微生物之间的相互作用之一是营养共生，在细菌物种之间共享代谢物。最近，我们发现由早期口服细菌Gordonii链球菌产生的鸟嘌呤供应牙周疾病相关的细菌核细菌核细菌并促进生物膜形成（Sakanaka等人，Sakanaka等，J Biol Chem，J Biol Chem，2015）。在这项研究中，我们旨在阐明链球菌和F. nutleatum之间发生的营养共生现象的全部程度，并且我们还试图评估这种影响对营养不良的影响。共培养实验表明，在共培养过程中，与单独的F. nucleatum相比，N-乙酰基氨酸氨酸和pres蛋白显着增加，氨基酸（例如谷氨酸和丙氨酸）以及核酸（如AMP和NAD+）在共培养过程中增加了。此外，在共培养期间，鸟氨酸，丙氨酸，谷氨酸等在培养基中增加，因为源自戈多尼链球菌的代谢产物，随着源自核核的代谢产生的代谢而增加。已知F. nucleatum的主要能量产生途径是谷氨酸的代谢产生丁酸。因此，使用QRT-PCR评估同一代谢途径中酶的表达水平，并表明在共培养过程中，多种酶的表达（例如丁酰基COA脱氢酶）显着增加。这表明由甲状腺葡萄球菌捐赠的多种氨基酸增强了F. nucleatum的丁酸发酵能力。这一发现于2017年7月在瓦伦西亚举行的FEMS 2017上提出，并收到了回应。

项目成果

Butyrate production in Fusobacterium nucleatum is enhanced by cross-feeding with Streptococcus gordonii

与戈登链球菌交叉饲喂可增强具核梭杆菌的丁酸盐产量

• 发表时间: 2017
• 作者: Sakanaka A;Kuboniwa M;Amano A
• 通讯作者: Amano A

歯周病重篤度評価における唾液代謝物カダベリンの有用性

唾液代谢物尸胺在评估牙周病严重程度中的作用

• 发表时间: 2016
• 作者: 坂中哲人;久保庭雅恵;橋野恵衣;天野敦雄
• 通讯作者: 天野敦雄

Metabolic crosstalk regulates Porphyromonas gingivalis colonization and virulence during oral polymicrobial infection.

• DOI: 10.1038/s41564-017-0021-6
• 发表时间: 2017-11
• 期刊: Nature microbiology
• 影响因子: 28.3
• 作者: Kuboniwa M;Houser JR;Hendrickson EL;Wang Q;Alghamdi SA;Sakanaka A;Miller DP;Hutcherson JA;Wang T;Beck DAC;Whiteley M;Amano A;Wang H;Marcotte EM;Hackett M;Lamont RJ
• 通讯作者: Lamont RJ

Porphyromonas gingivalisの増殖に伴う代謝変動の解析

与牙龈卟啉单胞菌生长相关的代谢变化分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 坂中哲人;久保庭雅恵;天野敦雄
• 通讯作者: 天野敦雄

Distinct signatures of dental plaque metabolic byproducts dictated by periodontal inflammatory status.

• DOI: 10.1038/srep42818
• 发表时间: 2017-02-21
• 期刊: Scientific reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: Sakanaka A;Kuboniwa M;Hashino E;Bamba T;Fukusaki E;Amano A
• 通讯作者: Amano A