Complex Metabolic Interactions Linking Oral and Systemic Health

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本研究では、生理活性の高い代謝物であるポリアミン(PA)によるヒト歯肉上皮細胞の表現型への影響の検討、及び歯周病原細菌Porphyromonas gingivalisのPA関連遺伝子変異株が感染したヒト歯肉上皮細胞の内外におけるPA代謝経路及びその近傍の変化の評価を通じて、P. gingivalis感染に付随するPA代謝反応による歯周病発症・進行・重症化メカニズムの理解に向けての知見を築くことを目的とする。2021年度はP. gingivalisの野生株及びPA代謝関連遺伝子変異株を用いて、各種PAが不死化ヒト歯肉上皮細胞(IHGE)の表現型(増殖能、遊走能)に及ぼす影響を検討した。P. gingivalis ATCC 33277(野生株)を親株にPGN_0265[スペルミジン(Spd)産生酵素]変異株を作製し、各菌株をIHGEに24時間感染させた場合の増殖能を細胞増殖アッセイで、遊走能をスクラッチアッセイで評価した。菌体構造による細胞表現型への影響の有無を確認するため、4%パラホルムアルデヒドにより不活化した本菌を用い同様に評価した。また、非感染条件下で、細胞培地中にSpd、スペルミン(Spm)を異なる濃度で添加した場合の増殖能・遊走能も同様に評価した。本年度の研究を通じ、①低濃度SpmによりIHGEの増殖が亢進した一方、高濃度SpmによりIHGEの細胞増殖及び遊走が顕著に阻害されたこと②Spd産生酵素を有しないP. gingivalisおよび代謝反応を生じない本菌を感染させたIHGEでは、野生株感染IHGEに比して増殖能は減弱した一方、細胞遊走の阻害が観察されなかったことから、P. gingivalisはSpdを放出し宿主細胞にSpm産生を促進させることで、IHGE のPAホメオスターシスのバランスを崩し、増殖を促進し遊走を遅延させている可能性が示された。