歯周病原性プラークにおける栄養共生機構の解明

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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。