口腔变异链球菌srtA基因功能的代谢组学研究

龋病是严重危害人类健康的三大疾病之一，其主要致龋菌－变异链球菌毒力基因的研究对于阐明龋病的发病机制极为重要。转肽酶A(srtA)在调节变链菌表面特性和致龋性中起重要的作用。目前基因组学和蛋白质组学的研究方法不能阐明其实验数据与细菌表型之间的关系，而细胞内的全部代谢物最接近于表型，因此代谢组学技术为致龋菌基因功能研究的深入提供了全新的思路和切入点。本研究拟从基因、蛋白质、代谢物及表型差异分析等角度纵向研究变异链球菌srtA的作用过程和调控机理。通过构建srtA基因的突变株和野生株模型，以核磁共振和质谱检测为技术平台的代谢组学方法，描绘srtA基因沉默后引起的代谢变化指纹图，并通过该谱图的分析，寻找其标志性代谢产物与srtA基因的相关性，筛选与致龋性相关的代谢物靶标，从分子机理上阐明致龋基因srtA的调控机制。并为今后建立龋病早期预防、诊断和干预的专家系统奠定良好的基础。

基于变异链球菌srtA 基因在细菌黏附与聚集过程中发挥的关键作用，它可能是龋病预防的一个新目标。本项目通过成功构建口腔变异链球菌转肽酶A（SrtA）基因缺陷株，采用高分辨核磁共振波谱法和高效气相色谱-质谱仪采集野生株和突变株胞外、胞内代谢物谱图数据，并用NMR、MS 相关的波谱学方法及专家系统对胞外、胞内特征性代谢组进行成分确定。结果发现，野生株和突变株胞外、胞内代谢物都处于95%置信区间（Hotelling T2 ellipse）内，不同分组基本能聚集在一起。从2D和3D主成分得分图可以看到，PCA图是对原始数据的一个反应，已经基本可以将四组区分开来，各生物学重复能明显聚集在一起，有很好的重现性，有些组区分不明显的可以通过之后的判别分析进一步研究其差异。分析得到有差异的代谢物包括：花生酸、3,6-脱水-D-半乳糖、5-甲氧基色胺、十七烷酸等一组差异代谢物。下一步研究中将这些代谢信息与病理生理过程中的生物学事件关联起来，以确定发生这些变化的靶器官和作用位点，进而确定相关的生物标志物，为医疗干预提供新的标记和位点，为阐明龋病发病机制提供新的实验依据。