dltオペロンはStreptococcus mutansのクロルヘキシジンに対する耐性に寄与している

The dlt operon contributes to the resistance to chlorhexidine in Streptococcus mutans.

抄録

クロルヘキシジン（CHX）は、歯科医院で広く使用されており、う蝕予防のゴールドスタンダードとされている。しかし，CHXを長期間使用すると，口腔内の病原菌にCHX耐性が生じる可能性があることが報告されている。本研究の目的は、CHXの長期使用によってStreptococcus mutans（S. mutans）に耐性が生じるかどうか、またその関連メカニズムの可能性を検討することである。本研究では，菌株の特異性を排除するために4種類のS. mutans株を選び，CHXを10回継代した後に4株が最小発育阻止濃度（MIC）の上昇を示すことを確認した。CHXに10回曝露してMICが上昇したS. mutans CHX耐性株（SM-Cs）の特徴と齲蝕原性は，親株と比較して有意な差を示さなかった。疎水性は，親株よりもSM-Csの方が高かった。SM-CsではdltCとdltDの遺伝子が発現していた。BceA，BceR，SMU.862遺伝子については，親株と比較してSM-Csでは同程度か低い相対的な発現量であった。また，dltCノックアウト変異体では，MIC値が有意に低かった。これらの結果から、CHXへの継続的な曝露により、S. mutansにCHX耐性が誘導されることが確認された。細胞表面の疎水性の増加とdltオペロンの発現上昇が，S. mutansのCHX耐性の根本的なメカニズムであると考えられた。

Chlorhexidine (CHX) is widely applied in dental practice and it is considered to be the gold standard for dental caries prevention. However, it has been reported that the long-term application of CHX may result in CHX-resistance in oral pathogens. The aim of this study is to investigate whether long-term use of CHX will cause resistance in Streptococcus mutans (S. mutans) and its possible associated mechanisms. In this study, we chose four different S. mutans strains to exclude the specificity of strains, and found that four strains displayed an increase in minimum inhibitory concentration (MIC) after exposure to CHX for 10 passages. The features and cariogenicity of S. mutans CHX-resistant strains (SM-Cs) which were exposed to CHX for 10 passages with increased MIC did not show significant difference compared with the parental strains. The hydrophobicity was higher in SM-Cs than parental strains. The dltC and dltD genes were upregulated in SM-Cs. As for the BceA, BceR, and SMU.862 genes, the relative expression levels were similar or lower in SM-Cs compared with the parental strains. The MIC value was significantly lower in dltC knockout mutants. These findings confirmed that continuous exposure to CHX could induce CHX-resistance in S. mutans. The increased cell surface hydrophobicity and upregulated expression of dlt operon were possibly the underlying mechanisms of CHX-resistance in S. mutans.