唾液酸酶基因的缺失影响牙龈卟啉单胞菌致病性的机制研究

Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) is implicated as one of the main pathogens of chronic periodontitis and plays an important role in the development of chronic periodontitis.There are two reasons,one of them is that P. gingivalis produces a number of well-characterized virulence factors,which can destroy the host periodontal tissue,and the other is that P. gingivalis can escape the host's innate immune response.Recently,it is a hot point about the study of the role of sialidase gene in pathogenic bacteria,previous studies show that sialidase can cleave sialic acid from microenvironment,sialic acid can either be a nutrition of bacteria or modify the macromolecule on the cell surface.In order to show the function of sialidase in P. gingivalis, we constructed P.gingivalis silaidse gene(PG0352) mutant strain by means of homologous recombination and found that the mutant strain showed less pathogenicity than wild strain by abscess model, while the mechanism remains unknown. In this project, we plan to clear this mechanism in two points:1.PG0352 gene and the virulent factors of P.gingivalis, and 2.PG0352 gene and the ability to escape innate immunity,we want to discuss why PG0352 mutant strain shows less pathogenicity than wild strain, hopefully we can find a factor which can involve both the virulent factors and the evasion to host immunity by P.gingivalis in order to provide an new idea to prevent and therapy chronic periodontitis.

牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis)是慢性牙周炎的主要致病菌，在慢性牙周炎的发生发展中起到重要的作用。P.gingivalis既能表达多种毒力因子,侵袭和破坏牙周组织,又能够逃避宿主的防御机制。近年来，唾液酸酶基因在致病菌致病过程中所起的作用成为了微生物学研究的热点，研究表明唾液酸酶能够分解环境中的唾液酸,不仅为细菌提供营养,还能修饰细菌表面的大分子,影响细菌的致病性。在前期工作中我们构建了P.gingivalis唾液酸酶基因（PG0352）突变株,并发现PG0352基因与其致病性有关，但其机制尚不明了。本课题拟通过PG0352基因对P.gingivalis毒力的影响和对其逃避宿主先天免疫机制的影响两个方面，探讨PG0352基因缺失影响P.gingivalis致病性的机制，希望能够找到影响P.gingivalis毒力和其逃避宿主免疫防御能力的新靶点，为牙周病预防和治疗提供新的思路。

牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis, P. gingivalis）是慢性牙周炎的主要致病菌，既能表达多种毒力因子,侵袭和破坏牙周组织,又能够逃避宿主的防御机制。近年来，唾液酸酶基因在致病菌致病过程中所起的作用成为了微生物学研究的热点，研究表明唾液酸酶能够分解环境中的唾液酸,不仅为细菌提供营养,还能修饰细菌表面的大分子,影响细菌的致病性。在前期工作中我们构建了P.gingivalis唾液酸酶基因（PG0352）突变株,并发现该基因与其致病性有关，但其机制尚不明了。本课题的主要内容为（1）构建P. gingivalis W83的PG0352基因突变株和互补株并鉴定，（2）研究PG0352的缺失是否影响P. gingivalis的致病因子的表达及功能，（3）研究PG0352的缺失是否影响P. gingivalis与宿主细胞的相互作用。.结果发现：（1）通过检测不同牙周状态龈下菌斑样本的PG0352基因表达及构建大鼠慢性牙周炎模型明确唾液酸酶基因与慢性牙周炎的发生发展密切相关；（2）唾液酸酶基因的缺失会降低菌毛的合成及牙龈素的活性，但对LPS的活性无明显影响；（3）唾液酸酶基因缺失降低了细菌对牙龈上皮细胞的侵入和黏附能力并改变炎症因子的分泌，这些差异主要是通过改变Toll样受体2和JNK通路来实现的；（4）与P. gingivalis W83相比较，PG0352基因突变株由于表面结构无唾液酸化修饰，影响P. gingivalis与CR3和TLR2的结合，不能启动TLR2-CR3交联通路，从而不能抑制巨噬细胞CR3／TLR2－IL－12介导的免疫清除作用，因此，PG0352基因突变株容易被巨噬细胞清除。此外，我们发现PG0352基因突变株与P. gingivalis W83对巨噬细胞凋亡的影响无明显差异。.本研究对P. gingivalis的唾液酸酶基因（PG0352）的功能进行了深入研究。结果表明阻断PG0352基因可以同时抑制P. gingivalis多个毒力因子的表达并降低了P. gingivalis抵抗宿主免疫能力防御机制，本课题的研究结果提示我们可以通过应用唾液酸酶抑制剂或阻断唾液酸酶基因表达及蛋白合成，降低P. gingivalis的毒力，使P. gingivalis更容易被宿主的免疫防御机制所清除，为牙周病预防和治疗提供新的思路。