Porphyromonas gingivalisにおけるメチルメルカプタン産生およびバイオフィルム形成に対するコウボクの抑制効果

Suppressive Effects of Kouboku on Methyl Mercaptan Production and Biofilm Formation in Porphyromonas gingivalis.

抄録

歯周炎の原因菌であるPorphyromonas gingivalisは、メチルメルカプタンをはじめとするいくつかの病原因子を産生し、歯周炎の一因となっている。漢方薬のコウボク（モクレン科）はP. gingivalisのメチルメルカプタン産生を抑制することが知られている。本研究では、コウボクのメチルメルカプタン産生抑制効果、バイオフィルム形成抑制効果、P. gingivalisと宿主細胞の相互作用抑制効果、および抗生物質との相乗的抗菌効果の可能性について検討した。臨床的に分離されたP. gingivalis 5株および標準菌株5株について検討した。メチルメルカプタン産生量はOralChromaを用いて測定した。メチルメルカプタン合成および接着分子に関与するmglおよびfimAのmRNA発現を定量的PCR法を用いて評価した。P. gingivalisによるバイオフィルムの形成と上皮細胞の接着を、コウボクを添加した場合と無添加の場合で解析した。さらに、コウボクの有効成分であるホノキオールおよびマグノロールがP. gingivalisに対する抗生物質の最小発育阻止濃度（MIC）に及ぼす影響を検討した。その結果，FimA遺伝子型の異なるP. gingivalis株間において，コウボク投与によるメチルメルカプタン産生抑制効果に有意差は認められなかった．また，P. gingivalisとFusobacterium nucleatumの共培養におけるバイオフィルム形成およびfimAの発現低下によるP. gingivalisの歯肉上皮細胞への接着を抑制した．ホノキオールとマグノロールの投与により、P. gingivalisに対するアンピシリン、ゲンタマイシン、エリスロマイシン、テトラサイクリンのMICが低下した。これらの結果は、コウボクがP. gingivalisの他の細菌や宿主細胞への接着を調節することによってP. gingivalisに影響を与え、特定の抗生物質の抗菌活性を増強することを示している。

Porphyromonas gingivalis, the bacterium responsible for periodontitis, produces several pathogenic factors, including methyl mercaptan, which contribute to the disease. Kouboku (Magnoliaceae), a Chinese herbal medicine, has been shown to suppress methyl mercaptan production from P. gingivalis. In this study, we investigated the inhibitory effect of Kouboku on methyl mercaptan production, biofilm formation, P. gingivalis-host cell interactions, and its potential synergistic antibacterial effect with antibiotics. Five standard and five clinically isolated P. gingivalis strains were evaluated. Methyl mercaptan production was measured using OralChroma. The mRNA expression of mgl and fimA, which are involved in methyl mercaptan synthesis and adhesion molecules, was assessed using quantitative PCR. Biofilm formation by P. gingivalis and epithelial cell adhesion were analyzed following treatment with or without Kouboku. Furthermore, the effects of the active ingredients of Kouboku, honokiol, and magnolol, on the minimum inhibitory concentrations (MICs) of antibiotics against P. gingivalis were determined. No significant differences were observed in the suppression of methyl mercaptan production among P. gingivalis strains with different FimA genotypes treated with Kouboku. Moreover, Kouboku inhibited biofilm formation in co-cultures of P. gingivalis and Fusobacterium nucleatum, as well as the adhesion of P. gingivalis to gingival epithelial cells through the downregulation of fimA. Treatment with honokiol and magnolol reduced the MICs of ampicillin, gentamicin, erythromycin, and tetracycline against P. gingivalis. These findings demonstrate that Kouboku affects P. gingivalis by modulating its adhesion to other bacteria and host cells, and enhances the antibacterial activity of certain antibiotics.