具核梭杆菌与口腔链球菌之间相互作用的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81670982
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1503.牙体牙髓及根尖周组织疾病
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The ability of Fusobacterium nucleatum, a “bridge-organism”, to adhere to early commensal colonizers oral streptococci determines F. nucleatum perpetuating in the oral microbial flora, contributes greatly to the development of polymicrobial communities and impacts the occurrence and progress of periodontitis. The specific adhesin-receptor pair responsible for the interspecies coaggregation between oral streptococci and F. nucleatum remains to be investigated. Therefore, the elucidation of the specific molecular interactions will provide a new role of target for interferring adherence of F. nucleatum to oral streptococci. Interspecies physical attachment initiates signal trasduction cascades that trigger important physiological changes in partner species, which could not be observed by monospecies experiments. In this study, coaggregation-induced changes in the transcriptional profiles of oral streptococci and F. nucleatum are investigated using RNA-Seq. The physilogical and pathobilogical function of differentially regulated genes involved in adhesion, coopreation in substrate utilization, environmental adaptaion and virulence features are investigated to reveal the transcriptional responses triggered by physical association of “bridge-organism” with early colonizer. From contact-inducible genes, the virulent genes are screened through analysis of gingival epithelial cell attachment and invasion as well as colonization and pathogenesis in experimental animal. Different from previous virulent gene screening method from monospecies, the virulent genes identified in this study suggest their coordinating pathogenic properties within multispecies biofilm. The results in this study will shed light on understanding of the complexity of oral polymicrobial communities and may provide novel approaches for controlling microbial community-based pathogenesis.
具核梭杆菌作为“桥梁”菌,与先驱菌-口腔链球菌之间的共聚集,是其定居于口腔菌群的先决条件,在牙菌斑生物膜形成与牙周病发生、发展中扮演重要角色。探讨口腔链球菌与具核梭杆菌共聚集的分子基础,将为干扰两者之间的相互作用提供靶位。细菌之间共聚集将起始一系列的转录调控,赋予菌群新的生理功能,这是单菌种研究观察不到的。本课题通过对口腔链球菌与具核梭杆菌共聚集前、后的转录组进行分析,筛选共聚集调控转录的基因,同时从细菌相互作用的角度研究这些基因在粘附、营养物质利用、环境适应及协同致病性的功能,将深化人们对先驱菌-“桥梁”菌共聚集调控规律的认识,为阐明相互作用的分子机制提供理论基础。较以往从单一细菌基因组中筛选致病基因不同,本研究从共聚集调控转录的基因中,通过检测其对口腔上皮细胞的侵入及实验动物的致病性,筛选致病基因,能够更真实地诠释多菌种生物膜中致病基因的作用,同时为牙周病的预防和治疗提供新的靶位。

结项摘要

具核梭杆菌作为“桥梁”菌,与先驱菌-口腔链球菌之间的共聚集,是其定居于口腔菌群的先决条件,在牙菌斑生物膜形成与牙周病发生、发展中扮演重要角色。细菌之间共聚集将起始一系列的转录调控,导致菌群生理功能和代谢状态的改变。本课题首先通过体外实验探究具核梭杆菌与口腔链球菌共聚集对其菌群定植能力和协同致病性的影响,证实具核梭杆菌与口腔链球菌共聚集通过抑制牙菌斑菌群分泌H2O2增强具核梭杆菌活性,且有利于逃避人巨噬细胞的杀灭机制,促进人牙龈上皮细胞分泌促炎细胞因子TNF-α和IL-6,抑制抑炎细胞因子TGF-β1分泌,激活NF-κB及MAPK信号通路。其次通过对口腔链球菌与具核梭杆菌共聚集前、后的转录组及代谢产物进行分析,发现共聚集作用导致变异链球菌精氨酸合成相关基因表达上调,氧化应激相关基因表达下调;格氏链球菌和具核梭杆菌多种代谢途径相关基因差异表达,代谢组学揭示两者短链脂肪酸(SCFAs)丙酸、丁酸的分泌浓度降低。同时临床样本显示牙周炎背景下牙周炎患者和牙周炎合并糖尿病患者龈沟液中SCFAs乙酸、丙酸、丁酸含量显著高于健康者,通过对SCFAs的生理功能分析,证实了SCFAs抑制牙周膜细胞和巨噬细胞的增殖和活性,并且诱导细胞分泌促炎细胞因子。本研究从细菌相互作用的角度研究共聚集调控转录的差异基因在环境适应及协同致病性的功能,同时研究差异代谢产物在牙周炎背景下的生理功能,诠释了多菌种生物膜中致病基因的作用,为牙周病的预防和治疗提供新的靶位。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Interspecies Interactions Between Streptococcus Mutans and Streptococcus Agalactiaein vitro
变形链球菌和无乳链球菌体外种间相互作用
  • DOI:
    10.3389/fcimb.2020.00344
  • 发表时间:
    2020-07-07
  • 期刊:
    FRONTIERS IN CELLULAR AND INFECTION MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Liu, Tingjun;Liu, Jia;Guo, Lihong
  • 通讯作者:
    Guo, Lihong
Impact of different regenerative techniques and materials on the healing outcome of endodontic surgery: a systematic review and meta-analysis
不同再生技术和材料对牙髓手术愈合结果的影响:系统评价和荟萃分析
  • DOI:
    10.1111/iej.13440
  • 发表时间:
    2020-11-28
  • 期刊:
    INTERNATIONAL ENDODONTIC JOURNAL
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Liu, T. J.;Zhou, J. N.;Guo, L. H.
  • 通讯作者:
    Guo, L. H.
Identification of an Efflux Transporter LmrB Regulating Stress Response and Extracellular Polysaccharide Synthesis in Streptococcus mutans.
外排转运蛋白 LmrB 调节变形链球菌应激反应和胞外多糖合成的鉴定
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2017.00962
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Liu J;Guo L;Liu J;Zhang J;Zeng H;Ning Y;Wei X
  • 通讯作者:
    Wei X
Inactivation of a putative efflux pump (LmrB) in Streptococcus mutans results in altered biofilm structure and increased exopolysaccharide synthesis: implications for biofilm resistance
变形链球菌中假定的外排泵 (LmrB) 失活导致生物膜结构改变和胞外多糖合成增加:对生物膜耐药性的影响
  • DOI:
    10.1080/08927014.2017.1323206
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    Biofouling
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Liu Jia;Guo Lihong;Zhao Wei;Hu Xiaoli;Wei Xi;Zhang Jianying;Wei X
  • 通讯作者:
    Wei X
A Nuclease from Streptococcus mutans Facilitates Biofilm Dispersal and Escape from Killing by Neutrophil Extracellular Traps.
来自变形链球菌的核酸酶促进生物膜分散并逃避中性粒细胞胞外陷阱的杀伤
  • DOI:
    10.3389/fcimb.2017.00097
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in cellular and infection microbiology
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Liu J;Sun L;Liu W;Guo L;Liu Z;Wei X;Ling J
  • 通讯作者:
    Ling J

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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