HtrA对乳牙高致龋性变异链球菌生物膜形成的影响
发布时间：2021-06-13 22:02
目的研究乳牙高致龋性变异链球菌（S.mutans）高温需要蛋白A（HtrA）基因缺陷株和HtrA高毒力株在体外非应激环境中生物膜形成的差异。方法用分光光度计比浊法测定前期获得的乳牙高致龋性S.mutans HtrA高毒力株、基因缺陷株和S.mutans国际标准株UA159的生长情况;体外构建三菌株生物膜模型,扫描电镜下观察生物膜形态结构;结晶紫染色实验评估形成生物膜的量。结果 3组S.mutans增殖的各个阶段,与HtrA基因缺陷株相比,HtrA高毒力株与UA159标准株的细菌浓度(OD600值)更高（P<0.05）。扫描电镜下观察HtrA高毒力株密度最大,UA159标准株次之,HtrA缺陷株密度最低。与HtrA基因缺陷株相比,生物膜结晶紫半定量测定4、8、12、24 h HtrA高毒力株OD600值差异均有统计学意义（P<0.001）。结论 S.mutans生物膜的形成受到HtrA的影响,HtrA基因的缺失会降低细菌的黏附和减缓生物膜的形成。
【文章来源】：安徽医科大学学报. 2020,55(09)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
3组菌株生长曲线测定结果
生物膜是微生物黏附于牙面形成的复合体,是S.mutans赖以生存的微生态环境,它的形成包括两个过程,即早期细菌黏附牙面和后期细菌相互作用、集聚。丝氨酸蛋白酶的HtrA家族分布广泛,在多种细菌、植物及人体内都发现其同系物,这种蛋白酶具有管家蛋白的作用,能降解错误折叠的蛋白质,维持细菌的生理稳态和适应外界应激环境起重要作用[10]。Ahn et al[11]在S.mutans中仅发现一个HtrA基因的存在,并且证明了它不仅是调控S.mutans的生长和耐热性的关键因子,还是调控S.mutans某些基因转录和生物膜形成的关键因子。表1 3个菌株不同时间点结晶紫染色OD600值 ( x ˉ ±s) 时间(h) 组别(n=10) F值 P值 UA159标准株 HtrA高毒力株 HtrA基因缺陷株 P1 P2 P3 4 0.460±0.067 0.856±0.082 0.403±0.121 70.670 <0.001 0.183 <0.001 8 0.754±0.135 1.130±0.077 0.672±0.061 64.506 <0.001 0.105 <0.001 12 1.014±0.147 1.171±0.111 0.862±0.165 11.701 0.021 0.024 <0.001 24 1.233±0.293 1.329±0.143 1.009±0.200 5.518 0.341 0.032 0.001 P1:HtrA高毒力株与UA159标准株比较;P2:UA159标准株与HtrA基因缺陷株比较;P3:HtrA高毒力株与HtrA基因缺陷株比较
表1 3个菌株不同时间点结晶紫染色OD600值 ( x ˉ ±s) 时间(h) 组别(n=10) F值 P值 UA159标准株 HtrA高毒力株 HtrA基因缺陷株 P1 P2 P3 4 0.460±0.067 0.856±0.082 0.403±0.121 70.670 <0.001 0.183 <0.001 8 0.754±0.135 1.130±0.077 0.672±0.061 64.506 <0.001 0.105 <0.001 12 1.014±0.147 1.171±0.111 0.862±0.165 11.701 0.021 0.024 <0.001 24 1.233±0.293 1.329±0.143 1.009±0.200 5.518 0.341 0.032 0.001 P1:HtrA高毒力株与UA159标准株比较;P2:UA159标准株与HtrA基因缺陷株比较;P3:HtrA高毒力株与HtrA基因缺陷株比较Ahn et al[11]证实,HtrA在S.mutans的遗传转化中起着控制生长和反应能力的重要作用。敲除HtrA基因的S.mutans对承受低温和高温,低pH值以及氧化剂和DNA破坏剂的能力降低[5]。HtrA基因的缺失导致S.mutans在37 ℃时缓慢生长,在42 ℃耐热性降低[11]。有研究[12]表明HtrA基因的缺失可以限制细菌的存活能力,在酸性环境下,HtrA突变体的生长速度比野生株大大降低。本实验显示两实验组S.mutans生化鉴定结果与标准株S.mutans相符,说明了HtrA基因并不会对的S.mutans生物学特性和遗传特性造成严重影响。而在体外非应激条件下,两实验组S.mutans菌株的生长曲线趋势与UA159标准株虽然基本一致,但在4 h以后,HtrA高毒力株组与UA159标准株组的菌液浓度均高于HtrA基因缺陷株组,这说明HtrA基因可能并不影响乳牙S.mutans生长的基本趋势,但HtrA基因的缺失会使S.mutans的生长增殖速度降低。实验中扫描电镜下观察到各菌株的生物膜:HtrA高毒力株密度最大,HtrA基因缺陷株密度最低,HtrA缺陷株的生物膜较HtrA高毒力株的生物膜显得粗糙、稀薄,这与结晶紫染色光镜下结果一致,两者相互印证HtrA基因的缺失可降低S.mutans的黏附,使其形成的生物膜松散、稀薄。细菌生物膜结晶紫半定量分析发现HtrA高毒力株生物膜的形成比HtrA基因缺陷株生物膜的形成快且多,差异有统计学意义(P≤0.001),说明HtrA基因的缺失会减缓S.mutans生物膜的形成速度。综上,HtrA基因与细菌生长、应激耐受力、反应能力和生物膜的形成有关。Biswas et al[5]认为HtrA可能影响S.mutans糖酵解有关的细胞外酶从而进一步影响S.mutans生物膜的形成能力,本课题组早期研究[13]表明毒力因子GTFs蛋白和基因在乳牙S.mutans HtrA基因缺陷株中的表达高于HtrA高毒力株,但其生物学活性低于HtrA高毒力株。证实了HtrA基因在乳牙S.mutans GTFs的分泌过程中可有重要的调控作用,GTFs生物学活性的降低直接导致了细胞外葡聚糖的减少,进而减缓了S.mutans在牙面的黏附与生物膜的形成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]HtrA对乳牙变异链球菌产酸、黏附的体外研究[J]. 王玲,刘瑶,韩林秀,刘兴容. 西南医科大学学报. 2019(06)
[2]HtrA对乳牙高致龋性变异链球菌GTFs表达及活性的影响[J]. 李政,朱虹倩,谢茹,李菲菲,刘兴容. 实用口腔医学杂志. 2016(04)
本文编号：3228424
【文章来源】：安徽医科大学学报. 2020,55(09)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
3组菌株生长曲线测定结果
生物膜是微生物黏附于牙面形成的复合体,是S.mutans赖以生存的微生态环境,它的形成包括两个过程,即早期细菌黏附牙面和后期细菌相互作用、集聚。丝氨酸蛋白酶的HtrA家族分布广泛,在多种细菌、植物及人体内都发现其同系物,这种蛋白酶具有管家蛋白的作用,能降解错误折叠的蛋白质,维持细菌的生理稳态和适应外界应激环境起重要作用[10]。Ahn et al[11]在S.mutans中仅发现一个HtrA基因的存在,并且证明了它不仅是调控S.mutans的生长和耐热性的关键因子,还是调控S.mutans某些基因转录和生物膜形成的关键因子。表1 3个菌株不同时间点结晶紫染色OD600值 ( x ˉ ±s) 时间(h) 组别(n=10) F值 P值 UA159标准株 HtrA高毒力株 HtrA基因缺陷株 P1 P2 P3 4 0.460±0.067 0.856±0.082 0.403±0.121 70.670 <0.001 0.183 <0.001 8 0.754±0.135 1.130±0.077 0.672±0.061 64.506 <0.001 0.105 <0.001 12 1.014±0.147 1.171±0.111 0.862±0.165 11.701 0.021 0.024 <0.001 24 1.233±0.293 1.329±0.143 1.009±0.200 5.518 0.341 0.032 0.001 P1:HtrA高毒力株与UA159标准株比较;P2:UA159标准株与HtrA基因缺陷株比较;P3:HtrA高毒力株与HtrA基因缺陷株比较
表1 3个菌株不同时间点结晶紫染色OD600值 ( x ˉ ±s) 时间(h) 组别(n=10) F值 P值 UA159标准株 HtrA高毒力株 HtrA基因缺陷株 P1 P2 P3 4 0.460±0.067 0.856±0.082 0.403±0.121 70.670 <0.001 0.183 <0.001 8 0.754±0.135 1.130±0.077 0.672±0.061 64.506 <0.001 0.105 <0.001 12 1.014±0.147 1.171±0.111 0.862±0.165 11.701 0.021 0.024 <0.001 24 1.233±0.293 1.329±0.143 1.009±0.200 5.518 0.341 0.032 0.001 P1:HtrA高毒力株与UA159标准株比较;P2:UA159标准株与HtrA基因缺陷株比较;P3:HtrA高毒力株与HtrA基因缺陷株比较Ahn et al[11]证实,HtrA在S.mutans的遗传转化中起着控制生长和反应能力的重要作用。敲除HtrA基因的S.mutans对承受低温和高温,低pH值以及氧化剂和DNA破坏剂的能力降低[5]。HtrA基因的缺失导致S.mutans在37 ℃时缓慢生长,在42 ℃耐热性降低[11]。有研究[12]表明HtrA基因的缺失可以限制细菌的存活能力,在酸性环境下,HtrA突变体的生长速度比野生株大大降低。本实验显示两实验组S.mutans生化鉴定结果与标准株S.mutans相符,说明了HtrA基因并不会对的S.mutans生物学特性和遗传特性造成严重影响。而在体外非应激条件下,两实验组S.mutans菌株的生长曲线趋势与UA159标准株虽然基本一致,但在4 h以后,HtrA高毒力株组与UA159标准株组的菌液浓度均高于HtrA基因缺陷株组,这说明HtrA基因可能并不影响乳牙S.mutans生长的基本趋势,但HtrA基因的缺失会使S.mutans的生长增殖速度降低。实验中扫描电镜下观察到各菌株的生物膜:HtrA高毒力株密度最大,HtrA基因缺陷株密度最低,HtrA缺陷株的生物膜较HtrA高毒力株的生物膜显得粗糙、稀薄,这与结晶紫染色光镜下结果一致,两者相互印证HtrA基因的缺失可降低S.mutans的黏附,使其形成的生物膜松散、稀薄。细菌生物膜结晶紫半定量分析发现HtrA高毒力株生物膜的形成比HtrA基因缺陷株生物膜的形成快且多,差异有统计学意义(P≤0.001),说明HtrA基因的缺失会减缓S.mutans生物膜的形成速度。综上,HtrA基因与细菌生长、应激耐受力、反应能力和生物膜的形成有关。Biswas et al[5]认为HtrA可能影响S.mutans糖酵解有关的细胞外酶从而进一步影响S.mutans生物膜的形成能力,本课题组早期研究[13]表明毒力因子GTFs蛋白和基因在乳牙S.mutans HtrA基因缺陷株中的表达高于HtrA高毒力株,但其生物学活性低于HtrA高毒力株。证实了HtrA基因在乳牙S.mutans GTFs的分泌过程中可有重要的调控作用,GTFs生物学活性的降低直接导致了细胞外葡聚糖的减少,进而减缓了S.mutans在牙面的黏附与生物膜的形成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]HtrA对乳牙变异链球菌产酸、黏附的体外研究[J]. 王玲,刘瑶,韩林秀,刘兴容. 西南医科大学学报. 2019(06)
[2]HtrA对乳牙高致龋性变异链球菌GTFs表达及活性的影响[J]. 李政,朱虹倩,谢茹,李菲菲,刘兴容. 实用口腔医学杂志. 2016(04)
本文编号：3228424
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/kouq/3228424.html
最近更新
教材专著
