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本研究采用分子生物学、宏基因组学、转录组学等方法探讨口腔微生物在牙体牙周疾病中的发病机制,取得了以下成果: 1、 口腔微生物在龋病、根尖周疾病发病中的作用与机制 粪肠球菌是根管治疗失败根管内最常检出的细菌。本研究体外模拟根管治疗后环境,建立高碱性和寡营养条件培养粪肠球菌,发现其能耐受这样的压力环境生存、形成生物膜和入侵牙本质小管,但形成生物膜和入侵牙本质小管的能力显著降低。这主要是因为其疏水性增高,水不溶性多糖(WIE)合成增加,而相关粘附基因表达下调相关。通过转录组学我们还发现,在碱性环境中大量的基因表达发生显著变化,粪肠球菌通过下调碳水化合物和氨基酸代谢,增加了核苷酸合成,以适应在碱性环境中生长。 变形链球菌是致龋能力最强的致病菌,密度感应(QS)是细菌通过分泌所谓的自身诱导物(AIS)的化学信号相互交流的过程。本研究利用同源重组的方法构建了变异链球菌luxS系统的缺陷突变,我们发现LuxS突变株具有较高的生物膜粘附性和聚集性,但疏水性比野生型菌株低。明确了QS LuxS基因可影响变形链球菌初始生物膜形成。 2、 口腔微生物在牙周病发生发展中的作用 牙周炎是多种口腔病原体共同导致的常见口腔疾病。本研究从牙周炎患者和牙周健康志愿者收集唾液,龈上和龈下菌斑样本,进行16S rRNA焦磷酸测序,发现不同的口腔生境有着显著不同的微生物群。其中牙龈卟啉单胞菌、福赛斯坦纳菌和Filifactor alocis是与牙周炎和两种牙周炎诊断参数(牙周袋深度和附着丧失)相关的潜在病原体。而且Filifactor alocis与其他七种公认的病原体呈正相关,在牙周炎患者的三个生境中显著富集形成共聚集。因此,我们的研究发现了一个潜在的协同生态模式,为揭示牙周炎的发生发展提供了新思路。 我们同时对牙周致病菌中间普氏菌野生株进行了基因测序和对比,发现中间普氏菌共有一组保守基因,有助于其适应和致病,并具有菌株特异性基因,特别是涉及粘附和分泌细菌素的基因。而且不同通路其保守区程度不同:氨基酸生物合成能力随物种变化很大,但细胞壁成分生物合成途径几乎恒定。 3、口腔菌斑核心微生态的探索 研究采用16SrDNA焦磷酸测序分析不同时间点龈上菌斑核心微生物组分,发现动态核心基因组包括五个门、12属、13种。在物种水平上,重叠物种的数量在“1个月“和”3个月“间隔内保持稳定,而动态核心种数在一周内稳定。 为了更好的验证微生态失衡与健康维持的关系,选取生态失衡的口腔颌面部肿瘤患者需接受放射治疗的特殊人群,对龈上菌斑中口腔微生物群中核心微生物进行分析。发现了四个门类和 11 属,支持了核心微生物群的概念。而且其相对丰度随着时间和放射剂量而变化。提出了从时间序列的数据中探索群落中核心微生物理论基础。 4、 新型抗菌材料的初探 氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物,它被认为是一种很有前途的抗菌纳米材料。我们发现GO纳米片对具核梭杆菌、变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌等多种口腔病原体均有良好的抗菌作用,是在口腔治疗中具有潜在应用价值的抗菌材料。同时我们发现通过形成的富G的DNA可逆的构象变化,金纳米粒子的催化活性能被可逆调控几个周期。