编辑推荐：
为探究 V-ATPase 对白色念珠菌 - 变形链球菌（C. albicans-S. mutans）生物膜致龋性影响，研究发现其可调控生物膜致龋性，为防龋提供新策略。
在口腔这个 “小宇宙” 里，牙齿健康可是至关重要的。但龋齿，这种常见的慢性传染病，却如同一个 “捣蛋鬼”，给全球数十亿人带来了困扰。据统计，2017 年全球恒牙龋齿患病率达 29.4%，影响多达 23 亿人，乳牙龋齿也波及 5.32 亿儿童。它的发生发展与牙菌斑微生物群落失衡密切相关。口腔微生物种类繁多，其中变形链球菌（S. mutans）是公认的主要致龋病原体，而近年来，真菌在口腔疾病中的作用也备受关注，白色念珠菌（C. albicans）就是与口腔疾病相关的主要真菌，它和变形链球菌相互作用，共同推动龋齿的发展。
以往研究发现，液泡质子泵（V-ATPase）在白色念珠菌的生长和毒力调控中发挥着重要作用，是潜在的防龋靶点。然而，V-ATPase 对白色念珠菌 - 变形链球菌生物膜致龋性的影响尚不明确。为了解开这个谜团，重庆医科大学附属口腔医院等机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《npj Biofilms and Microbiomes》上。
研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。他们收集了重庆医科大学附属口腔医院 3 - 12 岁儿童的临床样本，分为龋齿活跃组（group CA）和无龋组（group CF）。通过基因敲除技术构建了白色念珠菌 V-ATPase 编码基因 VMA3、VMA4 和 VMA11 的敲除突变体。运用转录组测序（RNA-Seq）分析基因表达变化，借助荧光原位杂交（FISH）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察生物膜结构和成分分布 。
研究结果如下：
- 白色念珠菌和 V-ATPase 与儿童龋齿密切相关：研究人员从临床样本中发现，龋齿活跃组儿童白色念珠菌的检出率（22.03%）显著高于无龋组（8.00%）。对白色念珠菌临床菌株的检测显示，VMA3、VMA4、VMA8、VMA11 和 VMA13 等基因在两组间存在显著差异，提示这些基因可能与白色念珠菌的致龋性有关。
- V-ATPase 调节白色念珠菌的生长特性：构建 VMA3、VMA4 和 VMA11 基因敲除突变体后发现，与野生型相比，突变体的生长受到抑制，菌丝生长缺陷，在碱性环境中的生长明显受限，表明 VMA3、VMA4 和 VMA11 参与调节白色念珠菌的生长、形态和耐碱性。
- V-ATPase 参与白色念珠菌 - 变形链球菌生物膜的形态形成：敲除 VMA3、VMA4 和 VMA11 后，白色念珠菌单物种和双物种生物膜的形成能力均显著降低。生物膜结构变得松散，菌丝比例减少，白色念珠菌和变形链球菌的细胞数量也有所下降。
- V-ATPase 影响白色念珠菌 - 变形链球菌生物膜的胞外多糖（EPS）产生：研究发现，VMA3 和 VMA4 敲除突变体的水溶性葡聚糖（WSG）生成显著减少，VMA3、VMA4 和 VMA11 敲除突变体的水不溶性葡聚糖（WIG）产量均下降。同时，变形链球菌 EPS 合成相关基因表达下调，分解基因表达上调。
- V-ATPase 调节双物种生物膜中白色念珠菌的基因表达：转录组测序分析显示，敲除 VMA3、VMA4 和 VMA11 影响了白色念珠菌多种氨基酸、脂肪酸和糖类的代谢，以及核糖体、线粒体等细胞器的组成和功能。菌丝形成和粘附相关基因的表达也显著下调。
- V-ATPase 影响白色念珠菌 - 变形链球菌生物膜的体内致龋性：通过大鼠实验发现，与阳性对照组相比，敲除 VMA3、VMA4 和 VMA11 后，大鼠下颌磨牙的龋齿严重程度、牙菌斑生物量和 EPS 产生均显著降低。
研究结论表明，V-ATPase 通过调节白色念珠菌的离子稳态和菌丝发育，影响其生存和毒力，进而促进与变形链球菌的粘附和生物膜形成。随着生物膜微环境的变化，微生物细胞的代谢活动受到调节，最终影响生物膜的致龋性。
此项研究揭示了 V-ATPase 对白色念珠菌 - 变形链球菌生物膜致龋性的重要调节作用及其潜在机制，为寻找以 V-ATPase 为靶点的龋齿生态防治新策略提供了理论和实验依据。鉴于 VMA11 编码的 Vo c' 亚基在人体内无同源蛋白，它可能是 V-ATPase 抑制剂和抗真菌药物的理想靶点，未来可进一步开发新的分子靶向化合物和纳米材料来干扰跨界生物膜，为龋齿防治开辟新途径。
