《Food Bioscience》:A kimchi-derived
Lactiplantibacillus plantarum strain ameliorates periodontitis in rats with associated immunomodulation, antioxidant defense, and microbiota regulation
编辑推荐:
•Lactiplantibacillus plantarum(植物乳杆菌)HMPM2120 是从泡菜中分离并进行表征的菌株。•HMPM2120 表现出安全性、口腔胁迫耐受性以及抗P. gingivalis(牙龈卟啉单胞菌)活性。•HMPM2120 减轻牙周炎大鼠的牙槽骨丢失和
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Lactiplantibacillus plantarum(植物乳杆菌)HMPM2120 是从泡菜中分离并进行表征的菌株。
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HMPM2120 表现出安全性、口腔胁迫耐受性以及抗P. gingivalis(牙龈卟啉单胞菌)活性。
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HMPM2120 减轻牙周炎大鼠的牙槽骨丢失和组织损伤。
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HMPM2120 减少炎症和氧化应激,并恢复口腔微生物群落。
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HMPM2120 是预防牙周炎的有前景的食品来源候选菌株。
引言
牙周炎是全球最常见的慢性炎症性疾病之一,也是牙齿脱落的主要原因,其全球患病率为20–50%,其中严重形式影响约十分之一的成年人(Janakiram & Dye, 2020; Kinane et al., 2017)。除局部影响外,牙周炎越来越多地被认定为多种系统性疾病的危险因素。通过炎症介质系统性扩散、牙周病原体及其产物移位以及系统性免疫信号调控等机制,牙周炎增加了2型糖尿病、动脉粥样硬化性心血管疾病和神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)的发病风险(Genco & Sanz, 2020; Hajishengallis & Chavakis, 2021)。在众多病因因素中,Porphyromonas gingivalis(P. gingivalis,牙龈卟啉单胞菌)被公认为关键奠基病原体,它能够颠覆宿主的免疫防御,操纵宿主的炎症反应,并促进口腔微生物群落的失调(Curtis et al., 2025; Hajishengallis, 2015; Hajishengallis et al., 2012)。目前牙周炎的主要治疗方法依赖于机械去污(龈上洁治和根面平整,即SRP),常辅以局部或全身性抗生素。然而,机械治疗往往无法完全清除深牙周袋中的病原体,且复发率高。抗生素具有显著的不良反应,长期使用可导致耐药菌株的出现(Darby et al., 2023; Hashim et al., 2026b; Leow et al., 2022)。鉴于上述局限性,越来越多的研究者关注在疾病发生早期或发生前即施加作用的预防策略,而非仅依赖破坏发生后的治疗。其中,益生菌作为一种有前景的策略逐渐受到重视(Nguyen et al., 2021)。
益生菌被定义为非致病性活的微生物,当以适当剂量给予时,对宿主健康有益(Ka?mierczyk-Winciorek et al., 2021)。在口腔环境中,益生菌可通过多种机制预防或缓解牙周炎,包括调节宿主免疫-炎症反应、通过粘附竞争和分泌抗菌分子直接抑制牙周致病菌,以及间接修饰局部微环境(Routier et al., 2021)。Lactiplantibacillus plantarum(L. plantarum,植物乳杆菌)是一种食品级益生菌,具有长期安全食用的历史,并获得"一般公认为安全"(GRAS)认证(Garcia-Gonzalez et al., 2021)。不断积累的证据表明,L. plantarum在多种疾病模型中均发挥保护作用。例如,它通过调节肠道微生物群落和肠道屏障功能缓解结肠炎(Liu et al., 2025),通过抗氧化途径减轻非酒精性脂肪肝疾病(Teng et al., 2024),并通过肠-脑轴预防抑郁样行为(Li et al., 2025b)。鉴于这种多系统的保护潜力,L. plantarum近期已被探索用于口腔疾病的管理。一项体外研究表明,L. plantarum VHProbi? V38对多种牙周致病菌(包括Porphyromonas gingivalis、Aggregatibacter actinomycetemcomitans和Fusobacterium nucleatum)具有广谱抑制作用,且其对人类牙龈上皮细胞的粘附指数显著高于所测试的牙周致病菌(J. Zhang & Duan, 2022)。然而,该研究仅限于体外观察,未能验证其体内的缓解效果。另一项研究证实,L. plantarum SLH显著缓解大鼠实验性牙周炎,表现为临床前参数改善、牙槽骨吸收减少以及牙周组织炎症减轻(Shu & Liao, 2025)。但该菌株分离自粪便样本,且研究未探讨氧化应激或微生物调节等更深层次的机制。近期一项临床研究报道,L. plantarum CCFM1214与 CCFM1215联合干预使口腔微生物群落结构更加稳定,病原菌丰度降低(Ding et al., 2024),但由于采用两株菌联用,难以将观察到的效果归因于L. plantarum。综上,这些研究支持了L. plantarum在牙周炎管理中的潜力。然而,目前仍缺乏一个完整的、多层次的研究框架,能在单一食品来源的L. plantarum菌株中依次整合菌株安全性、口腔胁迫适应、直接抗病原体活性以及多途径体内功效。
因此,本研究评估了L. plantarum HMPM2120——一株从传统发酵泡菜中分离的菌株——在牙周炎大鼠模型中的预防潜力。与以往聚焦于单一机制或使用混合菌株的研究不同,我们系统地研究了该菌株的in vitro(体外)益生菌特性,包括对口腔病原体的拮抗作用和耐受口腔环境胁迫的能力,以及其对牙槽骨丢失、炎症、氧化应激和龈下微生物群落失调的体内效应。这种整合性的研究策略旨在为将该食品来源菌株开发为牙周炎预防剂提供科学依据。
节选内容
材料
L. plantarum HMPM2120 和 P. gingivalis ATCC 33277 购自安徽大学安徽省高等教育机构人类微环境与精准医学重点实验室。商业羊血琼脂平板购自广东环凯微生物技术有限公司(中国广州)。抗生素、溶菌酶和胆汁盐购自阿拉丁工业公司(中国上海)。超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛的商品化测定试剂盒……
L. plantarum HMPM2120 的形态学和分子鉴定
首先对HMPM2120的形态学和分类学身份进行评估。菌落呈白色、不透明、圆形,表面光滑湿润,中央半球形隆起,边缘清晰(图1A)。革兰氏染色证实该菌株为革兰氏阳性,显微镜观察(1000×,油浸)显示短杆状细胞,单个、成对或短链排列(图1B)。基于16S rDNA基因序列的系统发育分析,包括与其亲缘关系密切的……
讨论
由于益生菌能够在拮抗病原菌的同时保留共生微生物群落,其越来越多地被应用于口腔疾病研究(Kamianowski et al., 2026; Li et al., 2025a)。在本研究中,我们评估了从传统泡菜中分离的L. plantarum HMPM2120的口腔益生菌潜力。我们发现L. plantarum HMPM2120能够耐受口腔环境胁迫,在体外拮抗P. gingivalis,并减轻牙周炎引起的组织……
结论
从传统泡菜中分离的L. plantarum HMPM2120表现出良好的in vitro益生菌特性,包括耐受口腔环境胁迫、对P. gingivalis的抑制活性、自聚集和共聚集能力、生物膜抑制作用、非溶血安全性,且耐药性仅限于固有特征。在牙周炎大鼠模型中,局部给予L. plantarum HMPM2120显著预防了牙槽骨破坏,并伴随着……
CRediT作者贡献声明
张敏(Min Zhang):方法论。盛康良(Kangliang Sheng):资源。王永忠(Yongzhong Wang):项目管理,资金获取。陈可鸣(Keming Chen):撰写——初稿,方法论,调查,数据管理。陈子凡(Zifan Chen):验证,数据管理。王静敏(Jingmin Wang):撰写——审阅与编辑,项目管理,资金获取,概念化。胡雨晴(Yuqing Hu):撰写——初稿,可视化,方法论,调查,数据管理……
伦理声明
本研究遵循ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究经安徽大学机构动物护理和使用委员会批准。(批准编号:IACUC (AHU)-2025-084)
利益冲突声明
作者声明不存在已知的与本文报告的工作有关系的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究由安徽省高校毕业生联合培养基地建设资金(Wang Yongzhong, Z010110038)、中国安徽省高等教育机构自然科学基金(Wang Jingmin, 编号 KJ2021A0051)以及校级大学生创新创业训练计划(项目编号:X202510357083)资助。所有合著者感谢安徽省高等教育机构人类微环境与精准医学重点实验室的支持。
胡雨晴|陈可鸣|陈子凡|王静敏|张敏|盛康良|王永忠