[PR] 看護師 転職 院長の独り言 S. mutans
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湘南で開業している歯科クリニック院長の日々雑感です。

S. mutans

2020 - 06/07 [Sun] - 06:04

S. mutansをコアとしたう蝕を引き起こす立体構造を解明 米国ペンシルバニア大学

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米国のペンシルバニア大学とジョージア工科大学の研究チームが、 the journal Proceedings of the National Academy of Sciences において発表した論文によると、う蝕病原細菌のStreptococcus mutans(以下、S. mutans)は自らをコアとし、糖質やStreptococcus oralis(以下、S. oralis)などの共生細菌で構成された防御層を幾重にもまとった王冠のような立体構造を作りあげるという。その防御層により抗生物質の侵入を防ぎ、S. mutansは立体構造のコアにおいて集中的に乳酸を生成し、う蝕を引き起こすという。

この研究においては、超解析顕微鏡とコンピューター解析が併用され、う蝕により抜歯された乳歯とその表面のバイオフィルムを用いて、S. mutansが作りあげている立体構造の解析が行われた。超解析顕微鏡は、神経シナプス・ゴルジ体・核膜などの細胞構造の詳細なマッピングを行う際に使用される特殊な顕微鏡で、生物学的な情報を非常に詳しく取得することができる。

S. mutansがう蝕を引き起こす際に作りあげる構造を1層づつ調べていった結果、王冠のような立体構造が見えてきたという。S. mutansと防御層とは、S. mutansによって作りあげられた糖質の足場により分離され、かつ支え合うことにより、コアとなるS. mutansが守られているという。

ペンシルバニア大学のHyun (Michel) Koo教授は、
私たちは、その中央にS. mutansが密に集積され、その周りを光輪のように他の細菌が囲っている非常に規則正しい立体構造を発見しました。
などと述べている。

この立体構造がどのような機能を持つかについて調べるため、研究室においてS. mutans、S. oralis、糖質溶液と歯牙表面のエナメル質を模した物質により、人工的な立体構造の再構築が行われた。その結果、立体構造が構築されたエリアと、臨床的にはホワイトスポットと呼ばれるエナメル質が脱灰したエリアは完全に一致したという。

研究チームは、さらに立体構造が抗生物質に対してどのように機能するかについても調べた。その結果、立体構造のコアにあるS. mutansまで抗生物質が到達することは少なく、防御層とS. mutansによって作りあげられた糖質の足場を破壊した場合においてのみ、S. mutansを効果的に死滅させることができることが分かったという。

ジョージア工科大学のMarvin Whiteley教授は、
病気について知るためには、どの病原菌がその病気を引き起こしているかだけではなく、それらの病原菌がどのような立体構造を作りあげて病気を引き起こしているかについて知ることが大切です。細菌は高度に社会的な生き物であり、その行動を規定する友好的な細菌や敵となる細菌を有しています。
などと述べている。

微生物の生物地理学(Microbial Biogeography)は、まだまだ未開拓の領域である。感染症との戦いである歯科医療において、当領域が解明されていくことの影響は極めて大きい可能性がある。

ミクロの世界の立体的な地形図と、そのせめぎ合いに想いを馳せる。

出典:University of Pennsylvania Cavity-causing bacteria assemble an army of protective microbes on human teeth

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