calScreener助力研究与蛀牙有关的新细菌种类
发表时间：2023-09-21
标题：Selenomonas sputigena acts as a pathobiont mediating spatial structure and biofilm virulence in early childhood caries
译名：硒单胞菌在儿童早期龋病的空间结构和生物膜毒力中起着病原体介导作用
作者：Hunyong Cho等
时间：2023-05-22
期刊：Nature Communications
影响因子：16.6
DOI：10.1038/s41467-023-38346-3
摘要
变形链球菌被认为是儿童龋齿（蛀牙）的主要病原体。虽然多种微生物群落的作用已得到认可，但其他微生物是否是积极的贡献者或与病原体相互作用仍不清楚。在这里，将来自416名学龄前儿童（208名男性和208名女性）的龈上生物膜（牙菌斑）的多组学研究整合到一个发现-验证管道中，以识别与疾病相关的物种间相互作用。在宏基因组学-宏转录组学分析中，16个分类群与儿童龋齿有关。利用多尺度/计算成像和毒力测定，对痰渍硒单胞菌、唾液普雷沃特氏菌和华氏钩端螺旋体单独或与突变单胞菌一起形成生物膜的动力学、空间排列和代谢活动进行了研究。结果表明，唾液腺硒单胞菌是一种鞭毛厌氧菌，其在龈上生物膜中的作用尚不清楚。它被捕获在链球菌的外葡聚糖中，失去了运动能力，但会积极增殖，以建立一个蜂巢状的多细胞上层结构，将突变单胞菌包裹起来，从而增强产酸能力。啮齿动物模型实验揭示了痰杆菌在龈上牙面定殖的一种不可识别的能力。虽然它本身不能引起龋齿，但当与变异杆菌共同感染时，痰杆菌会引起广泛的牙釉质病变，并加剧体内疾病的严重程度。
推荐语
该研究发现了一种与已知病原体合作的致病微生物，其在人类流行的疾病中构建独特的空间结构并提高生物被膜的毒力。
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近期Koo实验室的研究人员与他们的合作伙伴合作，成功地发现了一种以前未知的细菌物种，这种细菌在蛀牙中起着重要作用。这一突破为口腔内复杂的微生物生态系统及其对口腔健康的影响提供了新的线索。
通过解开这种新发现的细菌的奥秘，科学家们旨在制定有针对性的干预措施和预防措施，以对抗蛀牙并改善牙科护理。这项研究的发现有可能彻底改变我们对口腔微生物学的理解，并为牙科疾病的创新治疗打开大门。
宾夕法尼亚大学牙科医学院、亚当斯牙科学院和北卡罗来纳大学吉林斯全球公共卫生学院的研究人员在蛀牙方面取得了重大发现。与之前认为链球菌突变体是龋齿的主要原因相反，5月22日发表在《自然通讯》上的这项研究表明，一种名为sputigena Selenomonas的细菌在蛀牙中起着重要作用。
这种细菌以前只与牙龈疾病有关，是S.突变体的重要伙伴，显著增强了其制造蛀牙的能力。这一突破性的发现挑战了关于蛀牙原因的现有观念。它强调了口腔微生物组内复杂的相互作用。
“这是一个出乎意料的发现，它让我们对龋齿的发展有了新的认识，突出了蛀牙预防的潜在未来目标，并揭示了细菌生物膜形成的新机制，这可能与其他临床环境有关。”该研究的共同高级作者Hyun（Michel）Koo DDS博士说。宾夕法尼亚牙科医学院正畸系、儿科和社区口腔健康部教授，创新与精准牙科中心联合主任。
这项合作研究涉及多个机构的研究人员，包括北卡罗来纳大学亚当斯牙科学院的Kimon Divaris和亚当斯学院和北卡罗来纳大学吉林斯全球公共卫生学院的Di Wu。他们强调了合作科学在实现这一突破方面的重要性。
蛀牙被称为龋齿，是一种影响全球儿童和成年人的普遍慢性疾病。当产酸细菌如链球菌突变体在牙齿上形成一种称为牙菌斑的保护性生物膜时，就会发生这种情况。在一项新的研究中，研究人员分析了300名3-5岁儿童的牙菌斑样本，其中一半患有龋齿。他们使用先进的技术来检测细菌的基因活性、生物途径和显微镜成像。
这些发现证实了一种特定种类的硒单胞菌在引起蛀牙中的作用，这种硒单胞藻以前与牙龈疾病有关。这一发现有助于我们理解牙菌斑的复杂微生物组成及其对口腔健康的影响。
这项研究表明，虽然单独的sputigena Selenomonas不会导致蛀牙，但它可以与链球菌突变体（一种已知的致龋细菌）协同作用，加剧龋齿过程。S.突变体利用糖产生粘性葡聚糖，形成保护性斑块环境的一部分。研究人员观察到，配有表面运动附属物的sputigena被困在这些葡聚糖中。一旦被捕获，S.sputigena就会迅速繁殖，形成复杂的蜂窝状结构，包裹和屏蔽S.突变体。这种伙伴关系导致酸的集中产生，加剧了蛀牙的严重性。
这些发现突出了微生物相互作用的复杂性，并为儿童蛀牙的发展提供了见解，有可能改进预防策略。使用靶向酶或更有效的刷牙技术破坏sputigena的上层结构可能是一种潜在的方法。
未来的研究旨在探索这种厌氧运动细菌如何转变为有氧牙齿表面环境，这对微生物学家来说是一个有趣的现象。这项由多位科学家共同撰写的研究为儿童早期龋齿中生物膜的空间结构和毒力提供了有价值的见解。
总之，Koo实验室及其合作伙伴进行的合作研究表明，新发现的细菌物种sputigena Selenomonas通过与链球菌突变体合作，在蛀牙中发挥着重要作用。这种合作关系导致了酸的全面产生，加剧了龋齿的严重程度。这些发现扩展了我们对口腔健康中微生物相互作用的理解，并提供了有助于改进蛀牙预防策略的见解。
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