歯周病状態による唾液および腸内細菌叢への宿主遺伝子型の関連性

Host Genotype Links to Salivary and Gut Microbiota by Periodontal Status.

抄録

宿主の遺伝子変異が微生物叢の組成にどのように影響するかを記述したエビデンスは、現在のところ限定的である。本研究の目的は、TwinsUKレジストリにおいて、一連の宿主遺伝子変異候補と唾液および腸の両方における微生物組成との関連を評価することであった。合計1,746人の参加者がこの研究に参加し、便のサンプルを提供しました。1,018人の参加者のサブセットでは、自己申告による歯周病データも提供され、そのうち396人が唾液サンプルを提供した。全血試料から宿主DNAを抽出し、Infinium Globalスクリーニングアレイで処理し、過去に歯周炎と関連した37の一塩基多型（SNPs）に焦点を当てた。参加者の腸内細菌叢と唾液細菌叢は、16SリボソームRNAアンプリコンシークエンシングを用いてプロファイリングされた。選択したSNPsの遺伝子型と、α多様性、β多様性、アンプリコン配列変異（ASV）を含む微生物アウトカムとの関連を、多変量混合モデルで検討した。また、自己申告による歯周病の状態も、微生物のアウトカムと比較した。rs6667202 および 2228570 の SNP は唾液のα多様性と関連し， , , および R 遺伝子の SNP は唾液のβ多様性から作成した非類似度行列と関連した．唾液腺ASVの数が最も多かったSNPはVDR2228570で、次いでrs6667202、腸管ASVのそれはrs2521364であった。自己申告の歯周病と歯周健康では，唾液中 ASV が 77 種類，腸内 ASV が 39 種類と，それぞれ異なった値を示した．また，自己申告の歯周病患者においては，健康な人と比べて唾液と腸内細菌叢の非類似性が有意に大きかった．歯周病は唾液中の微生物叢を変化させ，腸内細菌叢も変化させる可能性が示唆された．

Limited evidence describing how host genetic variants affect the composition of the microbiota is currently available. The aim of this study was to assess the associations between a set of candidate host genetic variants and microbial composition in both saliva and gut in the TwinsUK registry. A total of 1,746 participants were included in this study and provided stool samples. A subset of 1,018 participants also provided self-reported periodontal data, and 396 of those participants provided a saliva sample. Host DNA was extracted from whole-blood samples and processed for Infinium Global screening array, focusing on 37 selected single-nucleotide polymorphisms (SNPs) previously associated with periodontitis. The gut and salivary microbiota of participants were profiled using 16S ribosomal RNA amplicon sequencing. Associations between genotype on the selected SNPs and microbial outcomes, including α diversity, β diversity, and amplicon sequence variants (ASVs), were investigated in a multivariate mixed model. Self-reported periodontal status was also compared with microbial outcomes. Downstream analyses in gut microbiota and salivary microbiota were carried out separately. rs6667202 and 2228570 SNPs were associated with salivary α diversity, and SNPs in , , , and R genes were associated with dissimilarity matrix generated from salivary β diversity. The SNP that was associated with the greatest number of salivary ASVs was VDR 2228570 followed by rs6667202, and that of gut ASVs was rs2521364. There were 77 salivary ASVs and 39 gut ASVs differentially abundant in self-reported periodontal disease versus periodontal health. The dissimilarity between saliva and gut microbiota within individuals appeared significantly greater in self-reported periodontal cases compared to periodontal health. and gene variants may affect salivary microbiota composition. Periodontal status may drive variations in the salivary microbiota and possibly, to a lesser extent, in the gut microbiota.