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研究背景:根据国际糖尿病联盟(IDF)最新报告,2019年全球约4.63亿人患糖尿病(diabetes mellitus,DM),中国约有1.164亿糖尿病患者,并仍呈上升趋势。研究表明,糖尿病患者发生口腔疾病的概率约为85%。口腔疾病还会对糖尿病患者的血糖产生影响,促进血糖升高。已有研究数据显示糖尿病患者口腔白色念珠菌(Candida albicans,C.albicans)感染的概率增加。患者口腔发生炎症会使得唾液中所分泌的葡萄糖含量升高,白色念珠菌等病菌就会慢慢渗入到人体血液当中,进而影响胰岛素的功能,使得血糖含量上升。目前糖尿病患者口腔念珠菌疾病治疗大多是以抗生素为主,缺乏有效的治疗手段。本实验室前期的研究发现2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者唾液中糖蛋白上的末端唾液酸(Sialic acid,SA)α2-3半乳糖(Gal)糖链结构的表达发生了显著下调。本文研究的目的是:确认唾液中SAα2-3Gal糖链结构的表达下调是否与白色念珠菌的生长和黏附存在相关性?为治疗糖尿病患者口腔念珠菌感染提供新思维和新方法。实验方法:本研究首先利用高碘酸-间苯二酚法检测唾液酸化糖蛋白(基于五羟色胺-磁性微粒复合物方法从牛奶中分离纯化的唾液酸化糖蛋白)中唾液酸的含量;然后用1mmol/m L的高碘酸钠溶液氧化唾液酸化糖蛋白,去除其糖链末端的SA,以及用α2-3神经氨酸酶(α2-3Neuraminidase)处理唾液酸化糖蛋白,切除其SAα2-3Gal糖链结构的末端SA,保留其SAα2-6Gal糖链结构,以备后续实验使用。其次将不同浓度的唾液酸化糖蛋白、去末端SA糖蛋白、去SAα2-3Gal糖链结构末端SA的糖蛋白、单唾液酸和BSA分别与白色念珠菌置于37℃恒温摇床中共同培养,每隔12h检测OD595nm值,绘制生长抑制曲线,运用统计学进行分析;此外,将唾液酸化糖蛋白、去末端SA糖蛋白、BSA分别与白色念珠菌和口腔鳞癌细胞系CAL-27共同培养,经过固定、清洗、染色、清洗等步骤,在荧光显微镜下观察白色念珠菌与CAL-27细胞的黏附并进行数据分析。最后,用不同浓度的唾液酸化糖蛋白处理白色念珠菌,提取菌体全蛋白,用本实验室自制的高覆盖率凝集素芯片分析白色念珠菌的全蛋白上的糖链谱变化,推测可能的抑制白色念珠菌黏附作用的机制,为后续的研究提供参考信息。实验结果:研究发现,50μg/m L、100μg/m L、200μg/m L、400μg/m L唾液酸糖蛋白对白色念珠菌的生长均有显著抑制作用(p<0.001),并且在相同时间内,随着唾液酸糖蛋白浓度的升高,其对白色念珠菌生长的抑制作用显著增强,呈浓度剂量依赖。并且当唾液酸糖蛋白浓度达到400μg/m L时,白色念珠菌几乎不生长。再加上其他对照组中(去唾液酸蛋白、去SAα2-3Gal糖链结构的糖蛋白、唾液酸单体和BSA)对白色念珠菌生长没有显著的抑制作用,这就进一步说明唾液酸糖蛋白对白色念珠菌生长的抑制作用主要是SAα2-3糖链结构在起作用。表明了T2DM患者口腔内唾液酸化糖蛋白SAα2-3的下调和白色念珠菌病的发生具有相关性,糖蛋白的SAα2-3糖链结构对白色念珠菌的抑制在起主要作用。此外,当唾液酸化糖蛋白浓度在100μg/m L-200μg/m L范围内时,对白色念珠菌黏附CAL-27细胞有显著的抑制作用,并且随着唾液酸化糖蛋白浓度的增加,其对白色念珠菌黏附能力的抑制作用越明显,与此同时白色念珠菌的凝聚现象也不断减弱。用凝集素芯片分别检测100μg/m L、200μg/m L唾液酸化糖蛋白处理后的白色念珠菌全蛋白,分析发现,可特异性识别Galβ1-3Gal NAcα-Ser/Thr(T)、Gal NAcβ1-3-Gal NAcα-Ser/Thr(core3)的Jacalin、可特异性识别Glc NAc and agalactosylated tri/tetra Antennary glycans的GSL-II、可特异性识别Siaα2-3Galβ1-4Glc(NAc)/Glc,Siaα2-3Gal Siaα2-3,Siaα2-3Gal N的MAL-II、可特异性识别Galβ1-3Gal NAcα-Ser/Thr(T)的PNA、以及可特异性识别Terminal in Gal NAc and Gal的SJA的归一化后荧光信号值在实验组中均显著高表达,而识别β-D-Glc NA,(Glc NAcβ1-4)n,Galβ1-4 Glc NAc的凝集素DSA的归一化后荧光信号值在组间对比中均显著低表达。可以看出,主要识别Gal型糖链的凝集素在100μg/m L和200μg/m L组中都呈上调表达,而主要识别Glc型糖链结构的凝集素则在两组中都呈下调表达。实验结论:唾液中SAα2-3Gal糖链结构的表达下调与口腔白色念珠菌的生长和黏附具有关联性。当唾液酸糖蛋白浓度在100μg/m L-200μg/m L范围内时,不论对白色念珠菌的生长还是黏附,均具有良好的抑制效果。