微生物学講座
プロフィール
1. 教室員と主研究テーマ
教 授 石原 和幸 歯周病原性菌の遺伝的研究(A89-0180-1)
講 師 柴山 和子 Candida albicans の病原性に関与する遺伝子の解析 国分 栄仁 上皮細胞に対する細菌の侵入経路および細胞動態の検索 菊池有一郎 Porphyromonas gingivalis のシグマ因子の解析 大学院生 門田枝里子 歯周炎病巣マイクロバイオームの網羅的解析 専 攻 生 割田 毅信 歯周病原性菌のバイオフィルム形成機構の解明
2. 成果の概要
1. 細菌の ECF シグマ因子は菌体外の生活環境変化に応答し遺伝子転写量を制御することで細菌のスト レス応答に関与する。本研究では、Porphyromonas gingivalis の保有する 6 種の ECF シグマ因子の うち PGN̲0319 に着目し，鉄獲得機構との関連性を検討した。ヘミン制限下において PGN̲0319 変異 株は野生株と比較し対数増殖期での増殖速度の減少を認めた。また PGN̲0319 変異株においてヘミン 獲得に関与する遺伝子，hmuY，hmuR および cdhR 発現量の減少を認めた。更に，PGN̲0319 組み換え タンパク質は hmuY，cdhR のプロモーター領域と特異的な結合を示した。これらの結果より ECF シ グマ因子 PGN̲0319 は hmuY およびその転写因子である cdhR の発現を直接的に制御し，P.
gingivalis のヘミン取り込み機構に関与することが示された。
Fujise K, Kikuchi Y, Kokubu E, Okamoto-Shibayama K, Ishihara K. Effect of extracytoplasmic function sigma factors on autoaggregation, hemagglutination, and cell surface properties of Porphyromonas gingivalis.
PLoS One 2017 12: e0185027 doi: 10.1371/journal.pone.0185027
2. Treponema denticola は慢性歯周炎の病巣から高頻度に分離され、その発症と進行に重要な役割を果 たすと考えられている。本菌の病原性を明らかにするため、病原性因子欠損株を用いて感染による 細胞の動態変化を解析した。口腔扁平上皮癌由来細胞を培養後、T. denticola ATCC 35405 (野性 株)、表層プロテアーゼ (PrtP)または Major outer sheath protein (Msp)欠損株を感染させ、スク ラッチアッセイによる評価、サイトカイン等の mRNA およびタンパク質の発現を検索した。感染 24 時間後の mRNA 発現は、PrtP 欠損株と比べ、IL-1 が野性株で優位に低下し、β-defensin の発現は野 性株で優位に高く、IL-6 および HSP はどの菌株の感染でも増加を認めた。これらの結果から、prtP は上皮細胞のへの侵入とともにその応答を変化させて病原性を示すことが示唆された。
Kokubu E, Inoue T, Ishihara K.Response of epithelial cells infected by Treponema denticola. Oral Dis doi:
10.1111/odi.12794 in press.
3. 歯周治療における抗菌療法では，歯周病原細菌に対して抗菌スペクトラムを有する薬剤を選択する ことが重要であるが，歯周病原細菌の中でも red complex と呼ばれ歯周炎の発症に重要な役割を果 たすTreponema denticola をはじめとする口腔トレポネーマの抗菌薬感受性についての情報はほと んどないため、その抗菌スペクトラムについて解析を加えた。11 種の抗菌薬に対する口腔トレポネ ーマ 7 菌株の感受性を明らかにした。このうちカナマイシンでは感受性が非常に低く、酸素分圧に 影響を受けていた。オフロキサシンに対しても感受性が低くその耐性機構を解析した結果、薬剤排 出ポンプと GyrA アミノ酸変異が関与することが示唆された。
Okamoto-Shibayama K, Sekino J, Yoshikawa K. Saito A, Ishihara K. Antimicrobial susceptibility profiles of oral T reponema species. Anaerobe 2017 48: 242-248. doi:
10.1016/j.anaerobe.2017.10.005
4. 病因真菌Candida albicans に新規に見出した細胞表層タンパクは Candida の菌糸形増殖における栄 養素獲得ネットワークに働く一連のタンパク群のファミリーメンバーとされていたが、その役割は 解明されていなかった。このタンパクの解析を行い、C. albicans のバイオフィルム形成、酵母形か ら病原性の強い菌糸形へと増殖形態をスイッチングする際の働きかけ、栄養素獲得への関与により 複合的なカンジダの病原性発揮に寄与することを明らかにした。
Okamoto-Shibayama K, Kikuchi Y, Kokubu E, Ishihara K. Possible involvement of surface antigen protein 2 in the morphological transition and biofilm formation of Candida albicans. Med Mycol. J. 2017 58:E139- E143. doi: 10.3314/mmj.17-00008.
3. 学外共同研究
担 当 者 研 究 課 題
学 外 研 究施設
研 究 施 設 所 在 地 責 任 者
石原 和幸 歯周病原因子の遺伝的解析
Dept. Oral Biology, State University of New York at Buffalo
Buffalo,
USA Sharma A
石原 和幸 歯周病原細菌の共凝集解析 長崎大学歯学部 長崎市 中山 浩次 石原 和幸 歯周炎の細菌叢の解析 九州大学歯学部 福岡市 山下 喜久
4. 科学研究費補助金・各種補助金
研 究 代 表者 研 究 課 題 研 究 費 科 研費の場合は種別も記載
石原 和幸 根尖性歯周組織炎・口腔底蜂窩織炎病巣細菌の網羅的解 析による病態-菌種間関係の解明
文部科学省科学研究費助 成事業・基盤研究(C)
柴山 和子 新たな病原因子に着目した口腔カンジダ症発症・進行メ カニズムの解明と治療法への展開
文部科学省科学研究費助 成事業・基盤研究(C)
国分 栄仁 Treponema denticola の上皮細胞侵入機構と病原性惹起 機構の解明
文部科学省科学研究費助 成事業・基盤研究(C)
5. 教育講演等教育に関する業績、活動
他の大学・研究機関等における学生・大学院生を対象とする講義
担 当 者 名 年 月 日 テ ー マ ・演題 大 学 ・ 機関 所 在 地
石原 和幸 2017.12.18 口腔スピロヘータ 長崎大学・歯学部 長崎
