文章摘要理解口腔微生物與宿主細(xì)胞之間的相互作用，對于揭示口腔疾病的發(fā)病機制及其對全身健康的潛在影響非常重要。然而，現(xiàn)有的體外共培養(yǎng)模型無法同時滿足哺乳動物細(xì)胞和厭氧菌的生長條件，限制了對它們相互作用的全面研究。本研究開發(fā)了一種非對稱氣體共培養(yǎng)系統(tǒng)（asymmetric gas coculture system），通過分別維持牙齦上皮細(xì)胞的常氧和厭氧菌的厭氧條件，模擬口腔微環(huán)境。以關(guān)鍵口腔病原體具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）為主要測試對象，該系統(tǒng)能夠保持細(xì)菌活性，并支持端粒酶永生化牙齦角質(zhì)形成細(xì)胞（telomerase-immortalized gingival keratinocytes）的完整性。此外，該模型還能夠支持更氧敏感的口腔病原體牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis）的生長。這種共培養(yǎng)平臺為研究口腔微生物致病機制和篩選治療藥物提供了一種生理相關(guān)的研究方法，有助于推進口腔和全身健康研究。
研究內(nèi)容簡介
口腔微生物與宿主細(xì)胞之間的相互作用是口腔健康和疾病的關(guān)鍵因素。口腔微生物群落復(fù)雜多樣，其中某些厭氧菌如具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）和牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis）與牙周病等口腔疾病密切相關(guān)。這些微生物不僅影響口腔局部的免疫反應(yīng)，還可能通過炎癥途徑影響全身健康。然而，現(xiàn)有的體外共培養(yǎng)模型在模擬口腔微環(huán)境方面存在顯著局限性，尤其是無法同時滿足哺乳動物細(xì)胞和厭氧菌的生長需求，導(dǎo)致對它們相互作用的研究受到限制。
本研究旨在開發(fā)一種新型的非對稱氣體共培養(yǎng)系統(tǒng)，以更準(zhǔn)確地模擬口腔微環(huán)境，研究口腔微生物與宿主細(xì)胞之間的相互作用。
圖1.利用永生化牙齦上皮細(xì)胞系構(gòu)建
非對稱氣體共培養(yǎng)系統(tǒng)本研究開發(fā)的非對稱氣體共培養(yǎng)系統(tǒng)通過分別為牙齦上皮細(xì)胞和厭氧菌維持常氧和厭氧條件，成功模擬了口腔微環(huán)境。
圖2.三種具核梭桿菌菌株在常氧和非對稱氣體共培養(yǎng)條件下對牙齦角質(zhì)形成細(xì)胞的不同影響
圖3.非對稱共培養(yǎng)系統(tǒng)支持氧敏感厭氧菌牙齦卟啉單胞菌與牙齦角質(zhì)形成細(xì)胞單層共同培養(yǎng)
實驗中，使用端粒酶永生化牙齦角質(zhì)形成細(xì)胞（telomerase-immortalized gingival keratinocytes）作為宿主細(xì)胞模型，并以具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）為主要測試對象。結(jié)果表明，該系統(tǒng)不僅能夠保持細(xì)菌的活性，還能支持宿主細(xì)胞的完整性，并顯著增強了細(xì)菌的侵入能力、細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌負(fù)荷以及宿主的促炎反應(yīng)。
此外，該系統(tǒng)還能夠支持更氧敏感的牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis）的生長，并精確評估抗生素對細(xì)胞內(nèi)病原體的療效。本研究的貢獻在于提供了一種生理相關(guān)的平臺，用于研究口腔微生物致病機制和篩選治療藥物。未來的研究方向?qū)ㄟM一步優(yōu)化該系統(tǒng)，以模擬更復(fù)雜的口腔微生物群落與宿主細(xì)胞的相互作用，并探索其在個性化醫(yī)學(xué)和新型治療策略開發(fā)中的應(yīng)用潛力。
相關(guān)新聞推薦
1、基于全自動生長曲線分析儀研究單增李斯特菌低溫生長機制（一）
2、纖維二糖利用基因簇對豬源巴氏鏈球菌生長曲線及毒力的影響——摘要、引言