科研 | Journal of Dental Research:深龋中微生物组的结构和功能特征(国人作品)

编译:元,编辑:小菌菌、江舜尧。
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龋齿是一种普遍存在于人类的慢性疾病,是由致龋细菌介导、可发酵的碳水化合物驱动的动态疾病。龋病如不及时治疗,可导致牙髓组织感染、牙脓肿和牙齿脱落。深龋的新生态学假说指出,龋病的发生和发展与微生物群落的改变和特定代谢途径基因的存在有关。具有相同生态位的不同微生物如何相互作用或相互竞争,以及它们在龋病进展中的不同作用是的研究深龋病的关键问题,深龋中微生物的基因组和代谢特征尚未完全阐明。
本研究旨在确定人类深龋病的微生物群落结构和功能特征。本研究发现,在深龋中,Actinobacteria(放线菌门35.8%)和Firmicutes(厚壁菌门31.2%)和Fusobacteria(梭杆菌门2.5%)。个体间微生物组成存在差异,但表层与深层间微生物相对丰度分布差异不显著。虽然前10个分类单元中有14.5%属乳酸菌属(Lactobacillus),但在深龋样本中,只有25%属Lactobacillus,其他丰富的类群包括Actinomyces(放线菌属10.5%)、Olsenella(奥氏体菌属9.4%)、Prevotella(普氏体菌属8.8%)、Propionibacterium(丙酸杆菌属7.2%)、Streptococcus(链球菌属3.9%)、Selenomonas(硒单胞菌属3.7%)、Corynebacterium(棒状杆菌属1.9%)、Leptotrichia(细毛菌属1.4%)和Parascardovia(副栉藻属1.1%)。
KEGG数据库中发现的最丰富的途径是含有101427个注释基因的代谢途径,占所有注释基因的51.4%。碳水化合物代谢途径、氨基酸代谢和膜转运是二级途径的功能特征。这些发现表明,深层牙本质龋病的微生物群落之间的相互作用可能在龋病的病因学中起着重要的作用。
论文ID
原名:Structural and Functional Characteristics of the Microbiome in Deep-Dentin Caries
译名:深龋中微生物组的结构和功能特征
期刊:Journal of Dental Research
IF:5.125
发表时间:2020年3月20日
通信作者:G.Liu1, Y.Li2
通信作者单位:1 华中科技大学同济医学院附属协和医院口腔科;2 康奈尔大学兽医学院微生物与免疫学系
实验设计

图1 深龋样本的采集
结果
1 深龋菌群基因组

表1 样本临床特征

图2 两组预测的开放阅读框(ORF)和单基因的比较。
2 微生物特性和层间比较
在比较前10名细菌丰度分布时发现,Lactobacillus占14.5%(s,13.1%;d,15.9%),Actinomyces占10.5%(s,8.9%;d,12.2%),Olsenella占9.4%(s,8.0%;d,10.9%),Prevotella占8.8%(s,10.4%;d,7.2%),Propionibacterium占7.2%(s,5.1%;d,9.4%),Streptococcus占3.9%(s,3.9%;d,3.9%),Selenomonas占3.7%(s,4.1%;d,3.3%),Corynebacterium占1.9%(s,2.5%;d,1.3%),Leptotrichia占1.4%(s,2.2%;d,0.7%),Parascardovia占1.1%(s,1.3%;d,0.8%)(图3C).PCoA(图3D)和NMDS(图3E))以及ANOSIM的无约束排序分析未发现浅层组和深层组在所有分类水平上的细菌组成存在显著差异(图3F)。

图3 龋齿浅层(s)和深层(d)分类学差异
3 深龋中微生物群的功能特征

结论
(1)与龋齿相关的细菌在个体之间可能有所不同,但可能具有相似的代谢基因特性。
(2)乳杆菌属的存在与否可能不是龋齿发展的必要决定因素。
(3)在深龋中发现的最丰富的基因与碳水化合物的代谢,氨基酸代谢和膜转运有关。

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