歯科材料に付着した歯垢微生物叢と唾液タンパク質の分析

Analysis of plaque microbiota and salivary proteins adhering to dental materials.

抄録

目的:

プラークは高齢者の口腔疾患や誤嚥性肺炎の原因となる。歯科材料に付着したペリクル状の唾液タンパク質や微生物叢が歯と同一であるかどうかは不明である。本研究の目的は、歯科材料に付着する唾液タンパク質および微生物叢の特性を明らかにすることである。

OBJECTIVES: Plaque causes oral diseases and aspiration-pneumonia in the elderly. It is not known whether pellicle-like attached salivary proteins and microbiota on dental materials are identical to those on teeth. The purpose of this study was to determine the properties of salivary proteins and microbiota that attach to dental materials.

方法:

8名の被験者に純チタン、コバルトクロム合金、銀-パラジウム-銅-金合金、義歯床用レジン、ハイドロキシアパタイトの取り外し式口腔スプリントを24時間装着してもらった。各材料に付着した細菌を同時に16S rRNAシークエンシングを用いて分析した。その後、各素材サンプルをプールした唾液に浸し、付着したタンパク質を採取した。唾液タンパク質をMALDI-TOF/MSを用いて分析し、ペプチドマスフィンガープリントを用いて高分子量タンパク質を同定した。

METHODS: Eight subjects wore removable oral splints with pieces of pure-titanium, cobalt-chromium alloy, silver-palladium-copper-gold-alloy, denture-base-resin, and hydroxyapatite for 24 h. The bacteria that adhered to each material were analyzed using 16S rRNA sequencing simultaneously. Each material sample was then immersed in pooled saliva, and the attached proteins were collected. Salivary proteins were analyzed using MALDI-TOF/MS, and high molecular weight proteins were identified using peptide mass fingerprinting.

結果:

各歯科材料において、付着細菌叢のα多様性、β多様性は同程度であった。付着しやすい菌種は、Streptococcus sp. oral taxon 058、Neisseria mucosa、Gemella haemolysans、Rothia dentocariosaであった。付着した唾液タンパク質のピークやスポットは、材料に関係なく類似したパターンを示し、初期コロニー形成者のアンカーレセプターなどの機能性タンパク質を含んでいた。

RESULTS: Among the dental materials, the α- and β-diversity of adherent flora were similar. The bacterial species that adhered easily to materials were Streptococcus sp. oral taxon 058, Neisseria mucosa, Gemella haemolysans, and Rothia dentocariosa. Regardless of material, the peaks or spots of attached salivary proteins had similar patterns, containing functioning proteins such as anchoring receptors for early colonizers.

結論:

ハイドロキシアパタイト中の微生物叢およびタンパク質の付着には、歯科材料と比較して有意な差は認められなかった。したがって、同様のペリクル様タンパク質上に同様の微生物叢が形成されていると判断された。本研究により、ハイドロキシアパタイトと歯科材料の双方における歯垢付着の特徴が明らかになった。本研究をもとに、誤嚥性肺炎や口腔感染症を予防するための新たな歯垢付着抑制法の創製が期待される。

CONCLUSIONS: There were no significant differences in microbiota and protein adherence in hydroxyapatite compared to the dental materials. Therefore, similar microbiota was determined to have formed on the similar pellicle-like proteins. In our study, the characteristics of plaque adhesion on both hydroxyapatite and dental materials were clarified. Based on this study, the creation of new methods of inhibiting plaque adhesion to prevent aspiration-pneumonia and oral infections can be undertaken.