文章摘要理解口腔微生物與宿主細(xì)胞之間的相互作用，對(duì)于揭示口腔疾病的發(fā)病機(jī)制及其對(duì)全身健康的潛在影響非常重要。然而，現(xiàn)有的體外共培養(yǎng)模型無(wú)法同時(shí)滿足哺乳動(dòng)物細(xì)胞和厭氧菌的生長(zhǎng)條件，限制了對(duì)它們相互作用的全面研究。本研究開發(fā)了一種非對(duì)稱氣體共培養(yǎng)系統(tǒng)（asymmetric gas coculture system），通過(guò)分別維持牙齦上皮細(xì)胞的常氧和厭氧菌的厭氧條件，模擬口腔微環(huán)境。以關(guān)鍵口腔病原體具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）為主要測(cè)試對(duì)象，該系統(tǒng)能夠保持細(xì)菌活性，并支持端粒酶永生化牙齦角質(zhì)形成細(xì)胞（telomerase-immortalized gingival keratinocytes）的完整性。此外，該模型還能夠支持更氧敏感的口腔病原體牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis）的生長(zhǎng)。這種共培養(yǎng)平臺(tái)為研究口腔微生物致病機(jī)制和篩選治療藥物提供了一種生理相關(guān)的研究方法，有助于推進(jìn)口腔和全身健康研究。
研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)介
口腔微生物與宿主細(xì)胞之間的相互作用是口腔健康和疾病的關(guān)鍵因素?？谇晃⑸锶郝鋸?fù)雜多樣，其中某些厭氧菌如具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）和牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis）與牙周病等口腔疾病密切相關(guān)。這些微生物不僅影響口腔局部的免疫反應(yīng)，還可能通過(guò)炎癥途徑影響全身健康。然而，現(xiàn)有的體外共培養(yǎng)模型在模擬口腔微環(huán)境方面存在顯著局限性，尤其是無(wú)法同時(shí)滿足哺乳動(dòng)物細(xì)胞和厭氧菌的生長(zhǎng)需求，導(dǎo)致對(duì)它們相互作用的研究受到限制。
本研究旨在開發(fā)一種新型的非對(duì)稱氣體共培養(yǎng)系統(tǒng)，以更準(zhǔn)確地模擬口腔微環(huán)境，研究口腔微生物與宿主細(xì)胞之間的相互作用。
圖1.利用永生化牙齦上皮細(xì)胞系構(gòu)建
非對(duì)稱氣體共培養(yǎng)系統(tǒng)本研究開發(fā)的非對(duì)稱氣體共培養(yǎng)系統(tǒng)通過(guò)分別為牙齦上皮細(xì)胞和厭氧菌維持常氧和厭氧條件，成功模擬了口腔微環(huán)境。
圖2.三種具核梭桿菌菌株在常氧和非對(duì)稱氣體共培養(yǎng)條件下對(duì)牙齦角質(zhì)形成細(xì)胞的不同影響
圖3.非對(duì)稱共培養(yǎng)系統(tǒng)支持氧敏感厭氧菌牙齦卟啉單胞菌與牙齦角質(zhì)形成細(xì)胞單層共同培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)中，使用端粒酶永生化牙齦角質(zhì)形成細(xì)胞（telomerase-immortalized gingival keratinocytes）作為宿主細(xì)胞模型，并以具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）為主要測(cè)試對(duì)象。結(jié)果表明，該系統(tǒng)不僅能夠保持細(xì)菌的活性，還能支持宿主細(xì)胞的完整性，并顯著增強(qiáng)了細(xì)菌的侵入能力、細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌負(fù)荷以及宿主的促炎反應(yīng)。
此外，該系統(tǒng)還能夠支持更氧敏感的牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis）的生長(zhǎng)，并精確評(píng)估抗生素對(duì)細(xì)胞內(nèi)病原體的療效。本研究的貢獻(xiàn)在于提供了一種生理相關(guān)的平臺(tái)，用于研究口腔微生物致病機(jī)制和篩選治療藥物。未來(lái)的研究方向?qū)ㄟM(jìn)一步優(yōu)化該系統(tǒng)，以模擬更復(fù)雜的口腔微生物群落與宿主細(xì)胞的相互作用，并探索其在個(gè)性化醫(yī)學(xué)和新型治療策略開發(fā)中的應(yīng)用潛力。
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