口腔微生物代谢功能与牙周病致病机制的关系研究

Periodontitis, of which the pathogenetic mechnisms being not quite clear up to now, is plaque-associated disease. However, it is widely accepted that the major cause is "dysbacteriosis". Oral microorganism and oral environment have interacted with each other. And the pattern of metabolism is closely related to whether the resident microflora enjoys a pathogenic or commensal relationship with the host. In our previous study, we found that the periodontits group yielded greater metabolic activity and metabo compared to the oral health group. The purpose of this study is to detect the relationship between the oral microbial metabolism and pathogenic mechanism of plaque-associated diseases, to elucidate the possible mechnism of dysbacteriosis from the functional perspective, and to investigate the internal connection between the virulence and the metabolic function of a pathogenic strain.

牙周病是发生在牙周支持组织的菌斑相关性疾病，之前的研究认为菌群失调是发生牙周病的根本原因，但这一疾病的发病机制尚未得到彻底的认识。由于口腔微生物与口腔环境之间是相互作用相互影响的关系，因此，代谢类型与口腔菌群在宿主体内是共生状态还是致病状态密切相关，这也符合目前广受关注的"生态性菌斑假说"理论。本课题组前期研究发现牙周病患者口腔微生物群落与健康对照相比有较高的代谢活性和代谢功能多样性，提示牙周病等菌斑相关性疾病与口腔菌斑微生物代谢功能间存在一定相关性。本研究旨在运用Biolog表型芯片系统结合分子生物学技术，探索菌群失调性疾病与代谢功能失调的相关性；从代谢功能角度初步阐述菌群失调的机制；考察同种临床分离病原菌不同基因型的毒力/致病性与代谢功能的内在联系。

本课题首先运用Biolog碳源代谢表型微孔板，考察了慢性牙周炎患者和健康志愿者龈下菌斑的代谢功能差异，接着从牙周炎患者疾病部位和健康部位分别分离牙周炎相关病原菌中间普氏菌和变黑普氏菌临床株，通过全基因组比较分析疾病来源与健康来源的普氏菌的差异基因及引起菌株间毒力差异的可能机制，第三部分通过体外培养不同混合生物膜模型,模拟牙周炎和健康状态下的牙周龈下菌斑形成, 考查在牙周可疑致病菌存在下对菌群组成的变化的影响, 同时运用转录组测序考查不同混合生物膜中的基因表达变化,为“菌群失调”表型和功能改变建立联系。研究结果表明，牙周炎患者和健康受试者的牙周龈下菌群微生物在代谢功能上存在显著差异；疾病来源与健康来源的普氏菌在尤其是脂多糖，荚膜多糖的合成相关、信号传导、蛋白酶及毒素等相关因子上存在差异，疾病组在能量代谢方面更丰富，有新的代谢通路，在环境适应性、侵袭及组织破坏方面有更多特异表现；体外生物膜模型中，加入牙龈卟啉单胞菌后其它菌的转录活性明显受到抑制；加入中间普氏菌会降低Pg的转录活性，而具核梭杆菌的转录活性增强了，说明具核梭杆菌与中间普氏菌有协同作用，牙龈卟啉单胞菌与具核梭杆菌的竞争中，后者占有优势;链球菌等细菌基本是作为基质出现，当有其它活力较高的细菌加入时，这类细菌的转录活性基本丧失。本课题从群体代谢水平、菌株水平、菌株在群体中的特定作用等三方面全面探索了口腔微生物引发牙周炎的机制问题，脱离了以往单纯考察疾病与健康状态下菌群组成差异的局限，进一步揭示了菌与环境的相互影响，以及特定菌个体在引发疾病过程中的作用，为更有效的预防、治疗及控制牙周炎提供了新的思路。