应用穿透小室研究信号分子在双菌种口腔生物膜初期形成中作用机制

Biofilms are surface-associated communities of microorganisms embedded in an extracellular polymeric substance, which upon contact with the host may affect issue hemostasis and result in disease. AI - 2, CSP control the initial colonization of bacteria, can effectively reduce subsequent bacteria colonization. Unfortunately, the mechanism of regulation by AI-2 and CSP is not clear. It is lack of controlled animal models, and the researchers usually focus on common pathogenic bacteria. To solve these problems, this study intends to use transwell to simulate the interaction of bacteria. We found that Streptococcus gordonii and Actinomyces naeslundii can promote the colonization of each other in NOD/SCID.e2f1 mouse model. According to that, we compare the results of transwell and 96-well plate to find the target genes, then make the mutant strains of S. gordonii coculture with A. naeslundii.The goals of our study are as follows:(1) to elucidate the target of AI-2 and CSP in S. gordonii between A. naeslundii; (2) to explain the mechanism of AI-2 and CSP in S. gordonii between A. naeslunii; (3) to summarize their rules of inhibiting biofilm formation of S. gordonii and A. naeslundii.

口腔生物膜相关性疾病是由菌斑形成所致疾病。细菌间信号因子AI－2，CSP控制早期附着菌初期附着，可有效减少后续细菌附着从而减少菌斑形成。但目前机制尚不明确，缺少可控体内实验模型且涉及菌种集中于致病菌。针对这些问题，本课题组前期通过NOD/SCID.e2f1小鼠模型发现早期附着菌格氏链球菌和内氏放线菌共同接种较单独接种情况下,初期附着表现互相促进趋势。在此基础上，本研究拟使用穿透小室模拟非接触式细菌间相互作用，通过比较其与接触式高通量生物膜模型培养结果，筛选相关基因构建格氏链球菌变异菌株与内氏放线菌共培养，观察生物膜形成直观变化，从基因翻译水平、蛋白表达水平及细菌形态等方面，探讨AI-2和CSP对非接触式双菌种初期附着作用特点，明确其在口腔生物膜初期形成过程中的影响，并利用信号因子达到抑制菌斑生物膜形成的目的，为通过AI-2及CSP抑制细菌附着从而降低口腔生物膜相关性疾病发病率提供研究靶点。

口腔生物膜相关性疾病是由菌斑形成所致疾病。细菌间信号因子AI－2控制早期附着菌初期附着，可有效减少后续细菌附着从而减少菌斑形成。但目前机制尚不明确，缺少可控体内实验模型且涉及菌种集中于致病菌。针对这些问题，本课题组前期通过NOD/SCID.e2f1小鼠模型发现早期附着菌格氏链球菌和内氏放线菌共同接种较单独接种情况下,初期附着表现互相促进趋势。在此基础上，本研究使用穿透小室模拟非接触式细菌间相互作用，通过比较其与接触式高通量生物膜模型培养结果，筛选comC和luxS基因构建格氏链球菌变异菌株与内氏放线菌共培养，以sacA、gtfG、fruA等与代谢相关的基因表达下降，同时以cshA、cshB、sspB等代表生物膜形成相关的基因表达下降。从而揭示AI-2对非接触式双菌种初期附着作用与生物膜形成以及细菌代谢有联系。并且在变异菌培养过程中加入化学合成的csAI-2后，abpB和lacD表达下调，而has和ccp表达提高，提示AI-2可以恢复以上has和ccp的水平，提示这四个基因为AI-2直接作用靶点。