学位研究紹介

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学 位 研 究 紹 介

硫酸化体ビザンチンは Streptococcus 属の付着関連遺伝子群の発現を低下させることでバイオフィルム構造を剥離する
Sulfated vizantin causes thedetachment of biofilms composed
mainly of the genus Streptococcus bymodulating microbial adhesion
新潟大学大学院医歯学総合研究科

口腔生命科学専攻

口腔健康科学講座

う蝕学分野

長谷川泰輔

細菌叢を変動させずに，バイオフィルムマトリックスを剥離させる制御法の開発に取り組んできた。機能性糖脂質であるビザンチン（Viz-S）には殺菌効果はないが，Viz-S存在下で形成した Streptococcus mutans バイオフィルム
は，緩衝液での洗浄により，容易にバイオフィルムの体積が減少する 4）。一方で，抗バイオフィルム作用が菌種特異的であるか否か，およびその作用機序に関しては未解明である。
そこで本研究では，細菌叢の異なる ex vivo バイオフィルムモデルを用いて，Viz-S のヒト唾液由来細菌に対する抗バイオフィルム効果を解析するとともに，その機序を解明することを目的とした。

Division of Cariology, Operative Dentistry and Endodontics,【材料と方法】

Department of Oral Health Science Niigata University Graduate
School of Medical and Dental Sciences

Taisuke Hasegawa

１．培養条件の異なる ex vivo バイオフィルムの作製
全顎的にう蝕および歯周炎がない健常者より採取した無刺激唾液を等量混合し，0.2% スクロース添加 1/4 濃【目度 Brain Heart Infusion（BHI）（Cariogenic Biofilm; CB）

的】および 10% ウシ胎児血清添加 1/4 濃度 BHI（GingivitisBiofilm; GB）に培地容量の２% を添加し，６穴マイクロデンタルバイオフィルム制御はブラッシングやフロッシ

プレート中で 24 時間嫌気培養してバイオフィルムを作

ングなどの機械的コントロールを基本として，歯磨剤に製した。作製したバイオフィルムを 500rpm で 15 秒間含まれる抗菌成分や洗口液などの化学的コントロールが振盪し，残存したバイオフィルムを共焦点レーザー顕微補完的役割を果たしている 1）。しかし，近年，化学的コン鏡により観察を行った。

トロールは，様々な副反応が起こる可能性が指摘されて２．付着関連遺伝子発現の解析いる。すなわち，耐性菌の出現や常在細菌叢の攪乱のほか，CB について細菌叢解析を行ったところ，90% 以上を殺菌してもバイオフィルム構造が付着界面に残ること

Streptococcus 属が占めていた。そこで Streptococcus 属や2），subminimal inhibitory concentrations（sub-MIC）のうち，付着への関与が想定される遺伝子の発現動態を量の抗菌剤によりバイオフィルム形成が促進すること 3）解析した。

が報告されている。これらのことから，我々は口腔常在図 1 Viz-S 存在下で 24 時間培養後の CB の共焦点画像（Live/Dead 染色）50µM（C）ではバイオフィルム量が減少したが，残存した付着菌は生菌であった。
A: Control, B: 10 μ M, C: 50µM. Scale bar=30 µm－ 31 －新潟歯学会誌3249（1）：2019

図 2 CBF 構成細菌の gtf 群の遺伝子発現解析
CB 培地中で４時間培養後の gtf 群遺伝子発現量を Real-time PCR 法
で解析（n = ６; *p< 0.05, t 検定 ）３．Viz-S の細菌壁表層の性状に及ぼす影響着能を低下させると考えられた。バイオフィルムの初期

50µM の Viz-S を唾液由来細菌に 10 分間作用させた後，形成に優位な Streptococcus 属の付着関連遺伝子の発現表面性状の変化を Microbial Adhesion to Hydrocarbonsを低下させることで，抗バイオフィルム効果を発揮する（MATH）test により評価した。さらに，Viz-S 処理後のと考えられた。

唾液由来細菌のハイドロキシアパタイトディスクへの付着抑制効果について，フローセルシステムを用いて解析した。

【参 考 文 献】
１）Takenaka S, Oda M, Domon H, Wakamatsu R,【結果および考察】

Ohsumi T, Terao Y, Noiri Y: Adverse influencesof antimicrobial strategy against mature oral

50µM の Viz-S 存在下において，CB 群のバイオフィルムの体積が減少した（図１）。残存したバイオフィル

biofilm. Microbial Biofilms-Inportance andapplications（Chapter 18），InTech, 2016.

ム中の細菌の生死判定について蛍光プローブを用いて解２）Ohsumi T et al. Residual structure of Streptococ-

析したところ，99% 以上が生菌であった。また，50 µM

cus mutans biofilm following complete disinfectionの Viz-S を作用させた CB 群は，Streptococcus 属の gtf

favors secondary bacterial adhesion and biofilm

群 の 発 現 が 有 意 に 減 少 し た（ 図 ２）
。 こ の こ と か ら，redevelopment. PLoS One 10: e0116647, 2015.

Viz-S は菌種特異的にスクロース依存性の付着に関与す

３）Dong L et al. Effects of sub-minimum inhibitory

る gtf 群 の 遺 伝 子 発 現 に 影 響 を 与 え る こ と に よ り，concentrations of antimicrobial agents on

Streptococcus 属 の 付 着 を 減 弱 さ せ る と 推 察 さ れ た。

Streptococcus mutans biofilm formation. Int JMATH test の結果では，唾液由来細菌の菌体表層の疎Antimicrob Agents. 39: 390-395, 2012.

水性は有意に減少していた。このことから，Viz-S は菌４）Takenaka S, Oda M, Domon H, Ohsumi T,体表面性状を親水性に変化させることで，菌種非特異的Suzuki Y, Ohshima H, Yamamoto H, Terao Y,に細菌付着を減弱させた可能性が考えられた。

Noiri Y: Vizantin inhibits bacterial adhesion【結without affecting bacterial growth and causes

論】

Streptococcus mutans biofilm to detach byaltering its internal architecture. Biochem

50µM の Viz-S は口腔細菌叢に影響を与えず，さらに，細菌の表面性状を変化させることで，菌種非特異的に付－ 32 －Biophys Res Commun 480（2）:173-179, 2016.