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潜在口腔细菌代谢产物抑制致龋菌 Streptococcus mutans 的体外及线虫模型体内分析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:Microbial Pathogenesis 3.3
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本研究针对全球近50%人群罹患的龋齿问题,从健康人群口腔菌群中筛选出具有拮抗 Streptococcus mutans MTCC497 活性的细菌代谢产物。通过全细胞代谢物提取、GTFs(葡糖基转移酶)抑制实验及 C. elegans(秀丽隐杆线虫)毒性测试,发现 Enterobacter quasihormaechei 相关菌株 DMTMMLMH801 的代谢物能显著抑制致龋病原体且无毒性,为开发新型抗龋制剂提供候选方案。
龋齿是全球最普遍的口腔疾病之一,近半数人口深受其扰。这种看似微不足道的"小蛀洞"背后,隐藏着口腔微生物群的复杂博弈——致龋菌 Streptococcus mutans(变形链球菌)通过将蔗糖转化为粘性葡聚糖和腐蚀性乳酸,在牙齿表面构筑坚固的"细菌城堡"(生物膜)。尽管刷牙、氟化物等传统防治手段广泛应用,但抗生素耐药性和生态平衡破坏等问题,促使科学家将目光转向口腔共生菌群的天然防御机制。
来自马杜赖卡马拉杰大学的研究团队在《Microbial Pathogenesis》发表的研究,开创性地从健康人群口腔菌群中挖掘出能"以菌治菌"的天然战士。研究人员采集印度多地健康志愿者的口腔拭子,通过多轮益生菌筛选,从340株分离菌中锁定52株具有 S. mutans 拮抗活性的菌株。其中与 Enterobacter quasihormaechei 近缘的 DMTMMLMH801 菌株表现尤为突出,其代谢产物不仅能有效抑制致龋菌生长,更能靶向破坏葡糖基转移酶(GTFs)这一致龋"武器工厂",且在高内涵筛选成像中证实对 C. elegans 无毒性。这项研究为开发基于微生物代谢产物的精准防龋策略提供了全新思路。
关键技术方法包括:从印度多地区健康人群采集口腔拭子建立菌种库(n=100);基于抑菌圈实验的益生菌初筛;全细胞代谢物提取及GTFs活性抑制测定;16S rRNA测序鉴定菌种;采用同步化 C. elegans 模型进行高内涵毒性筛查。
【Oral sample collection】研究团队严格筛选无龋齿、无抗生素使用史的健康志愿者,标准化采集口腔多部位样本,确保菌群来源的生态代表性。
【Sample processing and probiotic screening tests】从340株分离菌中发现52株具有 S. mutans 抑制活性,其中DMTMMLMH801的抑菌圈直径达18.3±0.5mm,显著优于其他菌株(p<0.01)。
【Screening of oral bacteria】代谢产物处理使 S. mutans 的GTF-B和GTF-C酶活性分别降低62%和58%,有效破坏其合成粘附性葡聚糖的能力。
【Discussion】该代谢物在0.5×MIC(最小抑菌浓度)时仍保持54%的抑菌率,且高内涵成像显示处理组线虫的运动频率(32.5±1.2次/分钟)与对照组(33.1±0.8次/分钟)无统计学差异(p>0.05),证实其安全性。
结论部分指出,这是首次报道 Enterobacter quasihormaechei 近缘菌株的抗龋特性。其代谢产物通过双重机制发挥作用:直接抑制病原菌增殖,间接阻断GTFs介导的生物膜形成。这种"生态调控"策略避免破坏口腔微生态平衡,相较于传统抗生素更符合"精准医学"理念。研究不仅为临床防龋提供新候选物质,更开创了利用口腔共生菌代谢网络对抗病原菌的新范式,对发展微生态制剂具有里程碑意义。
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