研究成果：人類口腔牙菌斑形成奧秘獲揭示

近日，南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室(廣州)教授錢培元團(tuán)隊，與美國加州大學(xué)伯克利分校教授張文君、Roya Maboudian和佛羅里達(dá)大學(xué)口腔學(xué)院教授Robert Burne合作，運(yùn)用基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和化學(xué)生物學(xué)方法，揭示了人類口腔微生物小分子促進(jìn)牙菌斑形成的理化機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然—化學(xué)生物學(xué)》。

生物膜是由被胞外大分子包裹的有組織的細(xì)菌群體。附著于牙齒表面的細(xì)菌性生物膜(牙菌斑)會對牙齒和牙齦構(gòu)成嚴(yán)重危害，進(jìn)而引發(fā)齲齒和牙周病，成為困擾人類最常見的慢性細(xì)菌感染疾病之一，全球每年治療費(fèi)用高達(dá)數(shù)十億美元。

為了破解人類口腔微生物合成次生代謝小分子促進(jìn)牙菌斑形成的奧秘，研究人員將生物膜信號分子調(diào)控的微生物與動物相互作用關(guān)系拓展到公共衛(wèi)生領(lǐng)域，運(yùn)用基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和化學(xué)生物學(xué)方法，從臨床牙菌斑分離的變形鏈球菌菌株中，發(fā)現(xiàn)了一種與生物膜形成能力的增強(qiáng)直接相關(guān)基因簇(即聚酮/非核糖體肽生物合成基因簇muf)，以及由muf基因簇產(chǎn)生的具有新型分子骨架結(jié)構(gòu)的生物活性產(chǎn)物mutanofactin-697。

經(jīng)過進(jìn)一步的作用機(jī)制研究，研究人員闡明了mutanofactin-697作為微生物次級代謝物，促進(jìn)生物膜形成的理化機(jī)制——該小分子通過與變形鏈球菌細(xì)胞和胞外DNA的結(jié)合，增加了細(xì)菌的疏水性，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)菌的黏附和生物膜的形成。這個前所未有的分子機(jī)制突出了微生物次生代謝產(chǎn)物在介導(dǎo)與齲病發(fā)展相關(guān)過程中的重要性。

錢培元表示，對形成牙菌斑的細(xì)菌基因族及其對應(yīng)代謝分子的組學(xué)及理化機(jī)制研究，將為口腔生物群對人類健康影響提供新的科學(xué)依據(jù)，推動人類口腔疾病的預(yù)防與治療。(朱漢斌通訊員王月)

關(guān)鍵詞： 人類口腔牙菌斑 奧秘