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研究背景:龋病是一种发病率高、缺乏自限性的感染性疾病,可影响颌面部美观、功能及全身影响水平。就龋病的控制来说,我们应当坚持预防为根本,治疗是手段的策略。而龋病的预防,关键在于对各种龋病危险因素的控制。细菌因素(牙菌斑)是龋病发生的始动因素,而致龋相关的口腔微生物组结构十分复杂。本课题组前期采用基因芯片及454焦磷酸测序对不同人群龋易感儿童的牙菌斑微生物进行了系列研究,其结果进一步凸显了微生物致龋的复杂性,微生物与龋病的关系尚需进一步深化认识。当前,“核心微生物组”是一个热门的研究课题。多数研究表明口腔中可能存在一个“核心微生物组”,但尚有学者持不同观点。本课题组前期研究支持口腔“核心微生物组”存在的可能性,本实验拟在前期基础上,进一步为口腔“核心微生物组”是否存在提供一定实验依据并探索其可能的微生物组结构。除了口腔细菌与龋病息息相关,唾液蛋白组也与龋病关系密切。同时,唾液蛋白组是潜在的诊断和预防局部和系统性疾病的生物标记物来源之一。系统探索唾液蛋白组和口腔微生物组多样性将有助于对龋病等口腔局部疾患和系统疾病的认识、预防和诊疗。目的:分析比较高龋组和无龋组儿童牙菌斑(唾液)微生物组结构多样性以及高龋组和无龋组儿童的唾液蛋白组。第一部分从不同分类学水平(如门、属等)比较高龋组和无龋组的微生物组结构组成和差异,并探索“口腔核心微生物组”是否存在。第二部分探索唾液蛋白组与龋病的关系,并推动龋易感性相关生物标记物的研究。方法:以6-8岁学龄儿童为研究对象,使用454焦磷酸测序分析比较高龋组和无龋组牙菌斑(唾液)微生物组结构和种类(实验一),采用高压液相柱色谱—串联质谱分析及对比高龋组与无龋组唾液蛋白组(实验二)。结果:实验一:(1)本实验平均每个样本检出超过6000个OTU,总共得到14076个OTU,归于18个门,28纲,48目,78科,133个属。其中高龋组含9265个OTU(高龋菌斑6042个OTU,高龋唾液5406个OTU),归属于13个门,111种属;无龋组含10080个OTU(无龋菌斑6757个OTU,无龋唾液5661个OTU),归属于17个门,111种属。(2)总共有15个菌属在高龋菌斑组与无龋菌斑组之间存在有统计学意义的差异(p<0.05),其中5个菌属在高龋菌斑组的检出高于无龋菌斑组,包括放线菌属、莫拉克斯氏菌属、史雷克氏菌属等;10个菌属在无龋菌斑组检出率高于高龋菌斑组,包括伯杰氏菌属、二氧化碳嗜纤维菌属、心杆菌属、德克斯氏菌属、颗粒链菌属、嗜血菌属、金氏菌属、巨型球菌属、奈瑟氏菌属等;(3)总共17个菌属在高龋唾液组与无龋唾液组之间存在有统计学意义的差异(p<0.05),其中11个菌属在高龋唾液组的检出高于无龋唾液组,包括放线杆状菌属、丁酸弧菌属、德克斯氏菌属、戴阿利斯特杆菌属、乳杆菌属、丙酸弧菌属、假支杆菌属、链杆菌属等;6个菌属在无龋唾液组检出率高于高龋唾液组,包括卟啉单胞菌属、嗜血菌属、不动杆菌属、小链菌属、戴尔福特菌属等;(4)公认致龋菌如变形链球菌、内氏放线菌、乳杆菌在各样本中检出率较低,在高龋组、无龋组之无明显差异;(5)10个高龋菌斑样本与10个无龋菌斑样本共有27个菌属,包括:放线菌属、伯杰氏菌属、二氧化碳嗜纤维菌属、毛单胞菌属、棒状杆菌属、德克斯氏菌属、梭杆菌属、金氏菌属、孪生菌属、颗粒链菌属、约翰森氏菌属、纤毛菌属、奈瑟氏菌属、卟啉单胞菌属、普氏菌属、链球菌属、密螺旋体属、韦荣菌属等;10个高龋唾液样本与10个无龋唾液样本共有24个菌属,包括:放线菌属、伯杰氏菌属、弯曲杆菌属、二氧化碳嗜纤维菌属、棒状杆菌属、德克斯氏菌属、梭杆菌属、孪生菌属、颗粒链菌属、约翰森氏菌属、纤毛菌属、奈瑟氏菌属、消化链球菌属、卟啉单胞菌属、普氏菌属、丙酸菌属、罗氏菌属、月形单胞菌属、链球菌属、韦荣菌属等。实验二:(1)本实验有定量信息的人蛋白质1626个,从高龋组及无龋组唾液样本中共检出642个差异表达蛋白,包含基质金属蛋白酶9、粘蛋白MUC7、乳铁蛋白、碳酸酐酶6、天青杀素、冷凝集素等可能与龋病密切相关的蛋白;(2)本实验鉴定出的蛋白GO分析提示:蛋白质分子功能中,最多的是蛋白结合性(28.82%),其次是催化活性(22.58%),然后是金属结合性(8.74%)及核酸结合(8.58%);就参与生物学过程来说,参与代谢过程的蛋白质较多(19.3%),其次为调节过程(12.39%)。结论:(1)本课题组大部分相关实验均发现韦荣菌属在高龋菌斑组检出高于无龋菌斑组,其存在致龋性可能性较高,具体作用有待进一步研究求证;(2)菌斑二氧化碳嗜纤维菌属等与龋病呈负相关关系,唾液二氧化碳嗜纤维菌属与龋病呈正相关关系,其构成比可作为潜在的监测龋易感性的指标;(3)牙菌斑中多种细菌参与了龋病过程(如韦荣菌属、放线菌属、莫拉克斯氏菌属、史雷克氏菌属等),可不需要大量变形链球菌、乳杆菌等公认致龋菌定植,龋病是多种菌斑微生物共同作用的结果,支持“菌斑微生态学说”;(4)放线菌属、伯杰氏菌属、二氧化碳嗜纤维菌属、梭杆菌属、孪生菌属、奈瑟氏菌属、卟啉单胞菌属、普氏菌属、链球菌属、韦荣菌属等可能是“核心微生物组”的一部分,支持口腔“核心微生物组”的存在;(5)本研究初步表明高龋组儿童唾液蛋白总量及种类均高于无龋组, MMP9、MUC7、LTF、CA6、AZU、冷凝集素等高龋组与无龋组之间的差异表达蛋白,可能为进一步探索龋易感性相关生物标记物提供了一定的实验依据。