尼古丁對變異鏈球菌糖代謝信號通路的調控作用研究

《尼古丁對變異鏈球菌糖代謝信號通路的調控作用研究》是依託四川大學，由李明雲擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：尼古丁對變異鏈球菌糖代謝信號通路的調控作用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李明雲
• 依託單位：四川大學

項目摘要

齲病是一種口腔常見慢性感染性疾病，流行病學調查發現吸菸者更易罹患齲病，但吸菸更易致齲的機制尚不清晰。針對這一科學問題，前期研究發現菸草中尼古丁對主要致齲菌變異鏈球菌的生長、生物膜形成以及產胞外多糖能力均有顯著促進作用。本項目擬採取進一步的研究策略：首先套用體外研究模型評價尼古丁對變異鏈球菌致齲表型及其對口腔常見菌群微生態平衡的影響；進而套用基因、蛋白表達譜等多種手段分析篩選與表型變化相關的關鍵因子、糖代謝信號通路的關鍵酶表達以及代謝產物變化，闡明尼古丁對變異鏈球菌產酸致齲的調控機制；最終藉助動物齲病模型收集原位牙菌斑生物膜，研究尼古丁對原位牙菌斑生物膜內微生物代謝產酸信號通路的調控機制，並套用螢光原位雜交（FISH）技術探究菸草對口腔微生態環境的影響及口腔微生態酸鹼平衡的調控作用。本課題的研究將揭示菸草中尼古丁對變異鏈球菌產酸致齲的調控機制，為吸菸與被動吸菸人群齲病的防治提供理論基礎。

結題摘要

齲齒是由牙菌斑菌群通過食糖產酸導致牙齒表面脫礦。口腔主要致齲菌變異鏈球菌主要依賴其產酸耐酸能力，來競爭其生態位點。變異鏈球菌糖代謝信號通路是變異鏈球菌產酸致齲的一個重要通路，其調控機制是目前國內外學者研究的熱點。研究菸草提取物對變異鏈球菌糖代謝產酸的調控機制對吸菸及被動吸菸人群的齲病防治具有重大意義。本課題通過體外研究不同濃度尼古丁對變異鏈球菌致齲性狀的影響，探究尼古丁對變異鏈球菌糖代謝信號通路的基因調控機理，並通過動物模型體內微生態實驗，探索吸菸與被動吸菸人群齲病防治的理論基礎。 研究結果發現尼古丁能夠明顯影響變異鏈球菌生物膜結構，細胞外多糖形成，產酸耐酸性等特性，以及增強變異鏈球菌同口腔其他微生物的競爭關係，或協同致病或相互拮抗，影響口腔內牙菌斑微生物微生態的平衡。尼古丁通過影響變異鏈球菌糖代謝信號通路的相關基因表達影響代謝產物的變化，顯著促進變異鏈球菌產乳酸。體內動物實驗結果發現尼古丁可以促進變異鏈球菌黏附到大鼠牙面，形成結構緻密的牙菌斑生物膜，進而增加大鼠的齲發生率以及患齲嚴重性。因此，尼古丁被視為吸菸人群患齲病的風險因素之一，導致吸菸人群更易患齲。尼古丁能促進變異鏈球菌和白色念珠菌相互粘附，促進gtfs基因的表達以及細胞外多糖的合成；尼古丁能增強變異鏈球菌和白色念珠菌的協同作用，增加吸菸人群的齲風險。 本課題組還進一步開展了變異鏈球菌丙氨酸消旋酶功能的研究。證明丙氨酸消旋酶對變異鏈球菌的細胞完整性至關重要。丙氨酸消旋酶影響變異鏈球菌的表面黏附能力和產細胞外多糖的能力。丙氨酸消旋酶基因缺失導致變異鏈球菌生物膜的粘附力降低，細菌胞外多糖的量減少、產胞外多糖能力下降。加入一定量的右旋丙氨酸後可恢復。因此，丙氨酸消旋酶參與調控變異鏈球菌生長，生物膜形成，細胞完整性，細菌表面黏附及產細胞外多糖等眾多生理功能與致齲毒力，可作為齲病防治藥物研發的潛在分子靶點。