軽度認知障害を伴うパーキンソン病における口腔微生物叢とPorphyromonas gingivalis Kgp遺伝子型の変化

Oral Microbiota and Porphyromonas gingivalis Kgp Genotypes Altered in Parkinson's Disease with Mild Cognitive Impairment.

抄録

認知機能障害（CI）は、軽度認知機能障害を伴うパーキンソン病（PD-MCI）およびPD認知症を含むパーキンソン病（PD）の非運動症状の一般的な合併症である。最近の研究では、PDおよび認知障害における口腔内細菌の異常がそれぞれ報告されている。口腔内ジスビオシスの病原体であるPorphyromonas gingivalis（P.gingivalis）は、PDにおいて重要な役割を果たしており、そのリジン-ジンジパイン（Kgp）はAD型の病態を引き起こす可能性がある。PD-MCIにおける口腔内細菌叢の構成とP. gingivalisの役割について検討した先行研究はない。本研究では、PD-MCI群、認知機能が正常なPD群（PD-NC群）、歯周病状態をマッチさせたコントロール群（PC群）における口腔内細菌叢組成、P. gingivalisコピー数、Kgp遺伝子型の違いを検討することを目的とした。PD-MCI、PD-NC、PCの歯肉溝液中の口腔内細菌組成、P. gingivalisコピー数、Kgp遺伝子型を16SリボソームRNA配列決定、定量的リアルタイムPCR、MseI制限を用いて解析した。その結果、PD-MCI群の口腔内細菌叢の構造は、PD-NC群およびPC群と比較して有意に異なっていた。Prevotella、Lactobacillus、Megasphaera、Atopobium、Howardellaの相対量は認知スコアと負の相関を示した。さらに、3群間でKgp遺伝子型に有意差がみられた。PD-MCI群ではP. gingivalisのKgp遺伝子型は主にKgp IIであったが、PD-NC群では主にKgp Iであった。Kgp IIはMMSEおよびMoCAスコアの低下と相関しており、Kgp遺伝子型IIがPDの認知障害と関連していることが示唆された。

Cognitive impairment (CI) is a common complication of the non-motor symptoms in Parkinson's disease (PD), including PD with mild cognitive impairment (PD-MCI) and PD dementia. Recent studies reported the oral dysbiosis in PD and CI, respectively. Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), a pathogen of oral dysbiosis, plays an important role in PD, whose lysine-gingipain (Kgp) could lead to AD-type pathologies. No previous study investigated the composition of oral microbiota and role of P. gingivalis in PD-MCI. This study aimed to investigate the differences of oral microbiota composition, P. gingivalis copy number, and Kgp genotypes among PD-MCI, PD with normal cognition (PD-NC) and periodontal status-matched control (PC) groups. The oral bacteria composition, the copy number of P. gingivalis, and the Kgp genotypes in gingival crevicular fluid from PD-MCI, PD-NC, and PC were analyzed using 16S ribosomal RNA sequencing, quantitative real-time PCR, and MseI restriction. We found that the structures of oral microbiota in PD-MCI group were significantly different compared to that in PD-NC and PC group. The relative abundances of Prevotella, Lactobacillus, Megasphaera, Atopobium, and Howardella were negatively correlated with cognitive score. Moreover, there was a significant difference of Kgp genotypes among the three groups. The predominant Kgp genotypes of P. gingivalis in the PD-MCI group were primarily Kgp II, whereas in the PD-NC group, it was mainly Kgp I. The Kgp II correlated with lower MMSE and MoCA scores, which suggested that Kgp genotypes II is related to cognitive impairment in PD.