Streptococcus gordonii Hsa Adhesinのバイオフィルム形成への寄与

Contribution of Streptococcus gordonii Hsa Adhesin to Biofilm Formation.

• Riyo Oguchi
• Yukihiro Takahashi
• Kisaki Shimazu
• Yumiko Urano-Tashiro
• Taketo Kawarai
• Kiyoshi Konishi
• Hiroyuki Karibe

抄録

口腔内バイオフィルム形成の第一段階は，Streptococcus gordoniiに代表される口腔内細菌群の後天性ペリクルへの付着である．S. gordonii株DL1は、宿主シアル酸の末端シアル酸を認識するHsaアドレシンを保有している。本研究の目的は、バイオフィルム形成におけるHsaアドヘキシンの役割を調べることであった。唾液，フェチュインまたはムチンでプレコートしたマイクロタイタープレート上でのS. gordonii hsa変異体のバイオフィルム形成能は，野生型株DL1に比べて有意に低かった。一方，シアル酸を含まない牛血清アルブミンでプレコートしたプレートでは，バイオフィルム形成能に有意な差は認められなかった．また、唾液でコーティングしたマイクロタイタープレートでの株DL1のバイオフィルム形成能は、ノイラミニダーゼで前処理したプレートでは有意に低下した。異なる野生型S. gordonii株のシアル酸依存性バイオフィルム形成能は様々であったが，サザンブロットおよびウエスタンブロット分析では，シアル酸依存性のバイオフィルム形成能が低下した．しかし、サザンブロット解析およびウエスタンブロット解析の結果、すべての野生型株がそれぞれhSAホモログを保有し、発現していることが明らかになった。これらの結果から，S. gordonii DL1のバイオフィルム形成には，Hsaアドヒシンとそのホモログとの結合が関与しており，S. gordoniiのバイオフィルム形成に対するHsaおよびそのホモログの寄与度にはばらつきがあることが示唆された。

Adhesion of oral mitis group streptococci, such as Streptococcus gordonii, to acquired pellicle on the tooth surface is the first step in oral biofilm formation. S. gordonii strain DL1 possesses an Hsa adhesin, which recognizes the terminal sialic acid of host sialoglycoconjugates. The aim of the present study was to investigate the role of the Hsa adhesin in biofilm formation. The biofilm-forming ability of a S. gordonii hsa mutant on microtiter plates pre-coated with saliva, fetuin, or mucin was significantly lower than that of wild-type strain DL1. In contrast, no significant difference in biofilm-forming ability was observed in plates pre-coated with bovine serum albumin, which does not contain sialic acid. The biofilm-forming ability of strain DL1 in saliva-coated microtiter plates was also significantly reduced when the plate was pre-treated with neuraminidase. The sialic acid-dependent biofilm-forming ability of different wild-type S. gordonii strains varied. However, Southern and western blot analyses showed that all the tested wild-type strains possessed and expressed hsa homologs, respectively. These results indicate that the binding of Hsa adhesin to sialoglycoconjugates is associated with biofilm formation of S. gordonii DL1, and imply variation in the contribution of Hsa and its homologs to S. gordonii biofilm formation.