新型甲基丙烯酸十二烷基甲基氨基乙酯(DMAEM)抑制白色念珠菌-粪肠球菌双菌生物膜及破骨细胞活性的机制研究

【字体: 时间:2025年06月16日 来源: Archives of Oral Biology 2.2

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  针对根尖周炎治疗中粪肠球菌(E. faecalis)与白色念珠菌(C. albicans)双菌生物膜耐药性及骨破坏难题,研究人员通过合成DMAEM单体及改性根管封闭剂,发现其可显著抑制双菌生物膜生物量(降幅26.3%-51.3%)、下调毒力基因表达,并抑制81%破骨细胞活性(p<0.05),为开发新型根管治疗材料提供理论依据。

  

根尖周炎是口腔常见疾病,其核心病理过程是微生物感染引发的牙槽骨破坏。尽管现代根管治疗(RCT)成功率已达85%-90%,但粪肠球菌(E. faecalis)和白色念珠菌(C. albicans)形成的双菌生物膜因其耐药性强、能激活破骨细胞导致治疗失败。这两种病原体在根管再感染病例中检出率极高,其共生生物膜比单菌膜厚1.5倍(p<0.05),且能耐受饥饿、机械剪切和杀菌剂。更棘手的是,它们分泌的毒力因子会刺激巨噬细胞M1型极化,扩大根尖区骨吸收范围。传统抗菌材料在pH中性环境中失效,而口腔感染局部常呈酸性,这一矛盾亟待解决。

针对这一临床痛点,中国研究人员在《Archives of Oral Biology》发表研究,创新性地将pH响应型单体甲基丙烯酸十二烷基甲基氨基乙酯(DMAEM)应用于根管治疗领域。该团队通过合成DMAEM单体及含DMAEM的实验性根管封闭剂,采用生物膜定量(结晶紫染色)、扫描电镜(SEM)、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、RT-qPCR(实时定量PCR)、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色等技术,系统评估了其对双菌生物膜及破骨细胞的抑制作用。

DMAEM单体减少双菌生物膜生物量
研究发现,DMAEM在8-256 μg/mL浓度范围内可使双菌生物膜生物量降低26.3%-51.3%。8 μg/mL剂量即能将E. faecalis存活率降至77.4%(p<0.001),并显著下调其毒力基因cylA、gelE表达。更惊人的是,该单体使C. albicans菌丝态比例从50%骤降至0%(p<0.0001),SEM显示生物膜结构明显疏松。

含DMAEM根管封闭剂的生物安全性及骨保护效应
改性封闭剂中DMAEM含量≤2.5%时,其浸提液细胞相容性良好(CCK-8检测)。TRAP染色显示,改性材料使破骨细胞活性抑制率提升81.0%(p<0.05),流式细胞术证实其通过下调核因子κB受体活化因子配体(RANKL)通路实现骨保护。

讨论与意义
该研究首次揭示DMAEM通过pH依赖性质子化机制(酸性环境下转化为季铵盐结构),同步破坏微生物膜结构和宿主骨破坏通路。其双重作用机制表现为:酸性感染微环境中,质子化DMAEM靶向E. faecalis的CHK1双组分系统,干扰毒力基因转录;同时抑制C. albicans形态转换,阻断其侵袭性菌丝形成。在宿主层面,DMAEM通过调控RANKL/OPG(骨保护素)平衡,遏制破骨细胞分化。这种"抗菌-抗骨吸收"双效协同策略,为开发新一代智能响应型根管治疗材料奠定基础。

研究局限性在于尚未开展大型动物实验验证长期疗效,但现有数据已充分证明DMAEM改性材料在根尖周炎治疗中的转化潜力。该成果不仅为临床难治性根尖周炎提供解决方案,其pH响应特性更为其他感染性疾病材料设计提供新思路。

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