Streptococcus mutansによるう蝕を予防するためのプロバイオティクス候補物質のマウスモデルでの試験

Testing of candidate probiotics to prevent dental caries induced by Streptococcus mutans in a mouse model.

抄録

目的:

我々は、Streptococcus mutansによって誘発されるう蝕に対する保護について、ヒト口腔内常在菌である2種のレンサ球菌を評価した。

AIMS: We evaluated two species of human oral commensal streptococci in protection against dental caries induced by Streptococcus mutans.

方法と結果:

プロバイオティクス候補である Streptococcus sp. A12、Streptococcus sanguinis BCC23 および BCC23 のアルギニンデイミナーゼ変異体（∆arcADS）について、確立したマウスモデルで S. mutans 誘発う蝕を抑制する能力を検証した。マウスにプロバイオティクスを接種し、S. mutansに感染させ、その後、プロバイオティクスを断続的に再接種した。各菌株の口腔内コロニー形成と常在菌をqPCRで評価した．BCC23株はA12株と異なり、う蝕の発生を抑制し、粘膜や歯のバイオフィルムの形成を持続し、S. mutans菌数を有意に減少させた。また，3株とも自生菌の粘膜コロニー形成を促進した．S. mutansが最初に定着した場合，その後のBCC23株によるチャレンジでは，S. mutansの歯と粘膜への定着は変化しなかった．BCC23 と BCC23 ∆arcADS の結果は同等であった。

METHODS AND RESULTS: Candidate probiotics, Streptococcus sp. A12, Streptococcus sanguinis BCC23 and an arginine deiminase mutant of BCC23 (∆arcADS) were tested for their ability to reduce S. mutans-induced caries in an established mouse model. Mice were colonized with a probiotic, challenged with S. mutans, then intermittently reinoculated with a probiotic strain. Oral colonization of each strain and autochthonous bacteria was assessed by qPCR. Both BCC23 strains, but not A12, were associated with markedly reduced sulcal caries, persistently colonized mucosal and dental biofilms, and significantly lowered S. mutans counts. All three strains enhanced mucosal colonization of autochthonous bacteria. In a follow-up experiment, when S. mutans was established first, dental and mucosal colonization of S. mutans was unaltered by a subsequent challenge with either BCC23 strain. Results between BCC23 and BCC23 ∆arcADS were equivalent.

結論:

BCC23は、う蝕リスクの高い患者を治療するためのプロバイオティクスとして期待できる。その有効性はADS活性に依存しないが、歯科用バイオフィルムへの定着性を高めるための初期歯科洗浄が必要である可能性がある。

CONCLUSIONS: BCC23 is a potential probiotic to treat patients at high caries risk. Its effectiveness is independent of ADS activity, but initial dental cleaning to enhance establishment in dental biofilms may be required.

本研究の意義と影響:

有効性は必ずしも遺伝子型やin vitroの挙動に反映されないため、候補となるプロバイオティクスのin vivoテストは非常に有益である。

SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: In vivo testing of candidate probiotics is highly informative, as effectiveness is not always reflected by genotype or in vitro behaviors.