变形链球菌LuxS调控功能的甲基代谢机制研究

作者：王玉霞; 高丽; 江文欣; 朱彩莲; 何智妍; 黄正蔚

来源：中华口腔医学杂志, 2014, 49(09): 530-534.

DOI：10.3760/cma.j.issn.1002-0098.2014.09.005

• 链球菌,变异
• 生物膜
• 基因表达调控,细菌
• 甲基代谢循环

目的研究甲基代谢通路在变形链球菌LuxS相关调控功能中的作用,为探讨变形链球菌LuxS调控机制及临床生物膜防龋策略的制定提供依据。方法以构建的变形链球菌代谢Sm UAl59野生株(WT)及LuxS缺陷株(KO)、甲基代谢恢复株(KO-S)、空质粒对照株(KO-P)为研究模型,实时PCR观察生物膜及耐酸相关基因转录水平;甲基噻唑基四唑(methylthiazolyltetrazolium,MTT)比色法和共聚焦显微镜分别观察生物膜数量和结构;以不同pH环境下变形链球菌生物膜量的变化为指标,观察不同生物膜状态下各菌株的耐酸能力。结果实时PCR结果发现,4种被检测基因smu.44、smu.46、smu.238及gtfD在野生株WT的表达水平分别为1.289±0.051、1.694±0.140、1.565±0.107及1.667±0.196,在缺陷株KO中的表达水平分别为1.001±0.045、1.007±0.151、1.000±0.021及1.012±0.196,4种基因在KO中的表达均显著下调(P<0.05);4种基因在KO-S中的表达水平分别为4.662±0.091、5.019±0.258、3.462±0.029及3.071±0.136,均显著高于KO及WT中的表达水平(P<0.05)。4种菌株形成的生物膜数量(A值)分别为WT:1.592±0.213、KO:0.939±0.029、KO-S:2.177±0.226、KO-P:1.020±0.093,KO及KO-P的生物膜数量均显著小于WT(P<0.05),KO-S的生物膜数量显著高于其他3种菌株(P<0.05)。WT生物膜结构均匀致密,KO、KO-S的生物膜可见大量较大团块及宽而长的沟裂,KO-S生物膜中大团块消失,代之以致密小颗粒,沟裂数量变少且较窄而短。耐酸实验显示,pH=4.3时KO及KO-P的生物膜减少量大于WT及KO-S。结论与野生株相比,变形链球菌LuxS缺陷株生物膜形成及耐酸能力在基因及生理水平均存在异常;甲基代谢循环恢复后,被检测基因变化恢复,生物膜数量完全恢复,生物结构部分恢复,耐酸能力得到恢复;甲基代谢循环通路在LuxS对变形链球菌生物膜及耐酸能力的调控中发挥重要作用。

• 单位
  上海交通大学医学院附属第九人民医院; 上海市口腔医学研究所