calScreener助力研究與蛀牙有關的新細菌種類
發(fā)表時間：2023-09-21
標題：Selenomonas sputigena acts as a pathobiont mediating spatial structure and biofilm virulence in early childhood caries
譯名：硒單胞菌在兒童早期齲病的空間結構和生物膜毒力中起著病原體介導作用
作者：Hunyong Cho等
時間：2023-05-22
期刊：Nature Communications
影響因子：16.6
DOI：10.1038/s41467-023-38346-3
摘要
變形鏈球菌被認為是兒童齲齒（蛀牙）的主要病原體。雖然多種微生物群落的作用已得到認可，但其他微生物是否是積極的貢獻者或與病原體相互作用仍不清楚。在這里，將來自416名學齡前兒童（208名男性和208名女性）的齦上生物膜（牙菌斑）的多組學研究整合到一個發(fā)現(xiàn)-驗證管道中，以識別與疾病相關的物種間相互作用。在宏基因組學-宏轉錄組學分析中，16個分類群與兒童齲齒有關。利用多尺度/計算成像和毒力測定，對痰漬硒單胞菌、唾液普雷沃特氏菌和華氏鉤端螺旋體單獨或與突變單胞菌一起形成生物膜的動力學、空間排列和代謝活動進行了研究。結果表明，唾液腺硒單胞菌是一種鞭毛厭氧菌，其在齦上生物膜中的作用尚不清楚。它被捕獲在鏈球菌的外葡聚糖中，失去了運動能力，但會積極增殖，以建立一個蜂巢狀的多細胞上層結構，將突變單胞菌包裹起來，從而增強產酸能力。嚙齒動物模型實驗揭示了痰桿菌在齦上牙面定殖的一種不可識別的能力。雖然它本身不能引起齲齒，但當與變異桿菌共同感染時，痰桿菌會引起廣泛的牙釉質病變，并加劇體內疾病的嚴重程度。
推薦語
該研究發(fā)現(xiàn)了一種與已知病原體合作的致病微生物，其在人類流行的疾病中構建獨特的空間結構并提高生物被膜的毒力。
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近期Koo實驗室的研究人員與他們的合作伙伴合作，成功地發(fā)現(xiàn)了一種以前未知的細菌物種，這種細菌在蛀牙中起著重要作用。這一突破為口腔內復雜的微生物生態(tài)系統(tǒng)及其對口腔健康的影響提供了新的線索。
通過解開這種新發(fā)現(xiàn)的細菌的奧秘，科學家們旨在制定有針對性的干預措施和預防措施，以對抗蛀牙并改善牙科護理。這項研究的發(fā)現(xiàn)有可能徹底改變我們對口腔微生物學的理解，并為牙科疾病的創(chuàng)新治療打開大門。
賓夕法尼亞大學牙科醫(yī)學院、亞當斯牙科學院和北卡羅來納大學吉林斯全球公共衛(wèi)生學院的研究人員在蛀牙方面取得了重大發(fā)現(xiàn)。與之前認為鏈球菌突變體是齲齒的主要原因相反，5月22日發(fā)表在《自然通訊》上的這項研究表明，一種名為sputigena Selenomonas的細菌在蛀牙中起著重要作用。
這種細菌以前只與牙齦疾病有關，是S.突變體的重要伙伴，顯著增強了其制造蛀牙的能力。這一突破性的發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了關于蛀牙原因的現(xiàn)有觀念。它強調了口腔微生物組內復雜的相互作用。
“這是一個出乎意料的發(fā)現(xiàn)，它讓我們對齲齒的發(fā)展有了新的認識，突出了蛀牙預防的潛在未來目標，并揭示了細菌生物膜形成的新機制，這可能與其他臨床環(huán)境有關。”該研究的共同高級作者Hyun（Michel）Koo DDS博士說。賓夕法尼亞牙科醫(yī)學院正畸系、兒科和社區(qū)口腔健康部教授，創(chuàng)新與精準牙科中心聯(lián)合主任。
這項合作研究涉及多個機構的研究人員，包括北卡羅來納大學亞當斯牙科學院的Kimon Divaris和亞當斯學院和北卡羅來納大學吉林斯全球公共衛(wèi)生學院的Di Wu。他們強調了合作科學在實現(xiàn)這一突破方面的重要性。
蛀牙被稱為齲齒，是一種影響全球兒童和成年人的普遍慢性疾病。當產酸細菌如鏈球菌突變體在牙齒上形成一種稱為牙菌斑的保護性生物膜時，就會發(fā)生這種情況。在一項新的研究中，研究人員分析了300名3-5歲兒童的牙菌斑樣本，其中一半患有齲齒。他們使用先進的技術來檢測細菌的基因活性、生物途徑和顯微鏡成像。
這些發(fā)現(xiàn)證實了一種特定種類的硒單胞菌在引起蛀牙中的作用，這種硒單胞藻以前與牙齦疾病有關。這一發(fā)現(xiàn)有助于我們理解牙菌斑的復雜微生物組成及其對口腔健康的影響。
這項研究表明，雖然單獨的sputigena Selenomonas不會導致蛀牙，但它可以與鏈球菌突變體（一種已知的致齲細菌）協(xié)同作用，加劇齲齒過程。S.突變體利用糖產生粘性葡聚糖，形成保護性斑塊環(huán)境的一部分。研究人員觀察到，配有表面運動附屬物的sputigena被困在這些葡聚糖中。一旦被捕獲，S.sputigena就會迅速繁殖，形成復雜的蜂窩狀結構，包裹和屏蔽S.突變體。這種伙伴關系導致酸的集中產生，加劇了蛀牙的嚴重性。
這些發(fā)現(xiàn)突出了微生物相互作用的復雜性，并為兒童蛀牙的發(fā)展提供了見解，有可能改進預防策略。使用靶向酶或更有效的刷牙技術破壞sputigena的上層結構可能是一種潛在的方法。
未來的研究旨在探索這種厭氧運動細菌如何轉變?yōu)橛醒跹例X表面環(huán)境，這對微生物學家來說是一個有趣的現(xiàn)象。這項由多位科學家共同撰寫的研究為兒童早期齲齒中生物膜的空間結構和毒力提供了有價值的見解。
總之，Koo實驗室及其合作伙伴進行的合作研究表明，新發(fā)現(xiàn)的細菌物種sputigena Selenomonas通過與鏈球菌突變體合作，在蛀牙中發(fā)揮著重要作用。這種合作關系導致了酸的全面產生，加劇了齲齒的嚴重程度。這些發(fā)現(xiàn)擴展了我們對口腔健康中微生物相互作用的理解，并提供了有助于改進蛀牙預防策略的見解。
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