新研究：牙周炎致病菌“基因剎車”將實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)微生態(tài)治療

圖源：A CRISPR array orchestrates virulence and host response in Porphyromonas gingivalis

好的牙·訊｜佛羅里達(dá)大學(xué)（UF）近日發(fā)布新聞稱，其發(fā)表于《Microbiology Spectrum》的一項(xiàng)針對牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis）的研究顯示，該病原體攜帶一種名為 CRISPR 陣列 30.1 的內(nèi)部“基因剎車”，通過鎖定該機(jī)制有望在不破壞口腔微生態(tài)平衡的前提下精準(zhǔn)抑制牙周炎進(jìn)展。

由佛羅里達(dá)大學(xué)（UF）牙科學(xué)院口腔生物學(xué)家 Jorge Frias-Lopez 博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，牙周炎的主要致病菌 P. gingivalis 不僅利用 CRISPR 系統(tǒng)防御外部病毒，還通過這一系統(tǒng)進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。研究識別出的 CRISPR 陣列 30.1 其內(nèi)部基因片段（spacers）并不匹配任何已知病毒，而是與細(xì)菌自身的 DNA 相匹配。

研究人員利用基因編輯技術(shù)刪除了該陣列后發(fā)現(xiàn)，P. gingivalis 變得異常具有侵略性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，突變菌株產(chǎn)生的生物膜（牙菌斑的主要成分）數(shù)量是野生型的兩倍。在 Galleria mellonella（大蠟螟）感染模型中，突變株誘導(dǎo) 50% 死亡的時(shí)間僅為 130 小時(shí)，而野生型為 200 小時(shí)（P < 0.0001）。此外，該突變株還引發(fā)了人類免疫細(xì)胞產(chǎn)生更強(qiáng)的炎癥反應(yīng)，分泌更多的 IL-6、CXCL1、CXCL2 和 CXCL9 等細(xì)胞因子。

Jorge Frias-Lopez 博士指出，P. gingivalis 這種“自我抑制”的生存策略極為狡猾。通過將侵略性控制在觸發(fā)免疫系統(tǒng)全面攻擊的水平之下，該病原體得以在牙齦中長期潛伏，將原本短暫的感染轉(zhuǎn)化為長達(dá)數(shù)年的慢性炎癥。

目前，牙周炎的常規(guī)治療主要依賴潔治與刮治以機(jī)械清除菌斑，或使用抗生素。然而，抗生素往往會無差別殺滅口腔內(nèi)的有益菌，導(dǎo)致微生態(tài)失調(diào)并產(chǎn)生耐藥性。未來的精準(zhǔn)療法有望利用工程化噬菌體（專一性針對特定細(xì)菌的病毒）向 P. gingivalis 注入特定的 CRISPR 指令，將其內(nèi)部“基因剎車”永久鎖定，從而在不干擾健康微生物群的情況下實(shí)現(xiàn)治療目標(biāo)。

研究人員指出，牙周病是導(dǎo)致成年人牙齒脫落的主要原因，在美國影響約 42% 的 30 歲以上人群。據(jù)估計(jì)，牙周病每年給美國造成的經(jīng)濟(jì)損失超過 1500 億美元，且其病原體毒素可進(jìn)入血液，誘發(fā)心臟病和糖尿病等全身性炎癥疾病。根據(jù)好的牙此前報(bào)道，學(xué)術(shù)界一直在探索各種精準(zhǔn)干預(yù)路徑，包括利用抗抑郁藥的抗炎特性降低嚴(yán)重牙周炎風(fēng)險(xiǎn)，以及采用異體牙髓干細(xì)胞注射實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)再生治療。佛羅里達(dá)大學(xué)的這一新發(fā)現(xiàn)為牙周炎的靶向治療提供了底層機(jī)制支撐。

據(jù)官方披露，該研究由美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）下屬的國家牙科和顱面研究所（NIDCR）資助（資助編號：DE029775）。研究人員表示，盡管實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表現(xiàn)出色，但該基因調(diào)控機(jī)制在人體臨床中的轉(zhuǎn)化仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

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