苄基异硫氰酸酯对核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）具有抗菌和抗生物膜作用，同时还能保持人骨髓间充质干细胞的存活能力：一项体外研究

《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Benzyl isothiocyanate exhibits antibacterial and antibiofilm activity against Fusobacterium nucleatum while preserving viability of human bone marrow mesenchymal stem cells: an in vitro study

再生性根尖周治疗中BITC的抗菌活性与干细胞生物相容性研究。BITC对拟杆菌属核状菌（F. nucleatum）的MIC为0.2%，MBC为0.4%，在抑制生物膜形成和清除 planktonic 细胞方面优于传统药物Ca(OH)?。同时，BITC在0.2%-0.4%浓度下维持hBMMSCs细胞活力和形态正常，而Ca(OH)?导致显著细胞毒性。

　　本研究探讨了苯甲异硫氰酸酯（BITC）作为一种潜在的抗菌剂在再生牙髓治疗中的应用价值。BITC是一种天然来源的生物活性化合物，其抗菌特性已被广泛研究，并且在抑制多种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌方面表现出色。然而，其对特定细菌如福赛菌（*Fusobacterium nucleatum*）的抗菌效果尚未得到充分研究。此外，BITC在牙髓再生中的生物相容性也值得进一步评估，尤其是在对干细胞存活率和形态影响方面。本文通过一系列实验方法，评估了BITC在不同浓度下的抗菌性能和对人类骨髓间充质干细胞（hBMMSCs）的生物相容性，并将其与传统抗菌药物氢氧化钙（Ca(OH)?）进行了比较。

### 一、研究背景与意义

再生牙髓治疗（Regenerative Endodontic Procedures, REPs）是一种旨在修复因牙髓坏死或感染而受损的未成熟恒牙的技术。这种治疗的核心目标包括消除感染症状、促进根尖区骨组织修复、继续根部发育以及封闭根尖。为实现这些目标，需要确保三种关键生物因素的存在：干细胞、生长因子和支架。在这些因素中，干细胞的作用尤为关键，因为它们能够分化为牙本质和牙髓细胞，从而促进牙齿的再生。然而，传统抗菌药物如氢氧化钙虽然具有良好的抗菌性能，但在某些情况下可能对干细胞的活性产生负面影响。因此，寻找一种既能有效清除感染，又能维持干细胞活性的抗菌剂成为当前研究的重点。

福赛菌是牙髓感染中常见的病原体之一，尤其在未成熟恒牙和根尖脓肿中频繁出现。它具有形成致密生物膜的能力，这使得其在传统抗菌治疗中难以完全清除。此外，福赛菌的耐药性也使得现有的抗菌剂在某些情况下效果有限。因此，研究BITC对福赛菌的抗菌效果具有重要的临床意义，尤其是在根管治疗过程中，需要一种既能有效清除感染，又不会对干细胞造成伤害的抗菌药物。

### 二、研究方法

为了评估BITC的抗菌效果，研究者采用了多种实验方法，包括最低抑菌浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）的测定、生物膜形成量的量化、以及活/死细胞成像等。此外，还通过扫描电子显微镜（SEM）分析细菌形态的变化，并通过Alamar Blue?试剂检测hBMMSCs的活性。这些方法共同构成了一个全面的评估体系，旨在揭示BITC在不同浓度下的抗菌性能及其对干细胞的潜在影响。

在抗菌性能评估中，BITC的MIC和MBC分别被确定为0.2%和0.4%。这意味着，在0.2%的浓度下，BITC能够有效抑制福赛菌的生长，而在0.4%的浓度下，则能够完全杀灭细菌。进一步的实验显示，随着BITC浓度的增加，其对福赛菌的抗菌效果也相应增强。特别是在0.8%的浓度下，BITC表现出更强的杀菌能力。然而，高浓度的BITC不仅对细菌有更强的抑制作用，同时也对hBMMSCs的活性产生了负面影响。

在生物膜形成量的评估中，研究者采用晶体紫染色法，通过测量染色后的吸光度来量化生物膜的形成程度。实验结果显示，BITC在MIC浓度下对生物膜的形成有一定的抑制作用，而在MBC和更高浓度下，其抑制效果更加显著。相比之下，氢氧化钙虽然在7天内表现出较强的抗菌效果，但其对生物膜的破坏程度不如BITC。此外，活/死细胞成像实验进一步验证了BITC对福赛菌生物膜的杀菌效果，尤其是在较高浓度下，细菌的死亡率显著提高。

在干细胞活性评估中，研究者采用Alamar Blue?试剂，通过测量荧光强度来评估hBMMSCs的存活率。实验结果显示，BITC在0.2%和0.4%浓度下能够维持干细胞的活性和形态，而0.8%的BITC则表现出明显的细胞毒性。相比之下，氢氧化钙在所有测试浓度下均对干细胞活性产生了负面影响，导致细胞数量减少和形态改变。这表明，BITC在维持干细胞活性方面优于氢氧化钙，因此在再生牙髓治疗中可能具有更高的应用潜力。

### 三、研究结果与分析

在抗菌性能方面，BITC表现出显著的浓度依赖性。MIC和MBC的确定为0.2%和0.4%，这表明在较低浓度下，BITC能够有效抑制细菌生长，而在更高浓度下则能够实现完全杀菌。此外，BITC在生物膜形成量的评估中也显示出较强的抑制作用，特别是在MBC和更高浓度下，其对生物膜的破坏效果优于氢氧化钙。然而，需要注意的是，高浓度的BITC可能会对干细胞造成毒性作用，因此在实际应用中需要找到一个合适的浓度范围，以平衡抗菌效果和生物相容性。

在干细胞活性方面，BITC在0.2%和0.4%浓度下对hBMMSCs的活性影响较小，而0.8%的BITC则表现出明显的细胞毒性。氢氧化钙则在所有测试浓度下均对干细胞活性产生了负面影响，这可能与其高碱性环境有关。这种高碱性环境虽然能够有效抑制细菌生长，但对干细胞的活性却有较大的破坏作用。因此，在再生牙髓治疗中，选择合适的抗菌剂至关重要，以确保细菌被有效清除的同时，干细胞的活性不被损害。

### 四、讨论与结论

本研究的讨论部分强调了BITC在抗菌性能和生物相容性方面的双重优势。一方面，BITC能够有效清除福赛菌，无论是以游离细菌形式存在还是形成生物膜。另一方面，BITC在较低浓度下对hBMMSCs的活性影响较小，这表明其在再生牙髓治疗中可能具有更高的应用价值。此外，BITC的天然来源和已知的安全性也使其在临床应用中更具吸引力。

然而，研究也指出了其局限性。首先，实验主要基于体外模型，未能完全模拟体内复杂的生物反应。其次，抗菌效果仅在单一菌种福赛菌中进行评估，而实际临床环境中可能涉及多种细菌。最后，干细胞活性的评估仅限于7天内的观察，未能涵盖其长期功能的影响，如分化能力、迁移能力等。因此，未来的研究需要进一步探索BITC在多菌种生物膜模型、共培养系统以及体内模型中的应用效果，并优化其浓度以实现最佳的抗菌和生物相容性平衡。

综上所述，BITC在抗菌性能和生物相容性方面均表现出良好的特性，可能成为再生牙髓治疗中的一种新型抗菌剂。然而，其在临床应用中的潜力仍需通过进一步的研究来验证。未来的研究应关注BITC在多菌种环境下的抗菌效果、其对干细胞长期功能的影响，以及如何通过控制释放系统优化其在根管治疗中的使用。这些研究将有助于推动BITC在再生牙髓治疗中的实际应用，为临床提供更加安全和有效的抗菌方案。