|
|
▎药明康德内容团队编辑
谁都不喜欢去看牙医，但遇到蛀牙时就没办法了。而蛀牙（龋齿），却是全世界最常见的感染性疾病之一，影响人数多达23亿。在一些贫困地区，儿童中有蛀牙的比例更是高达60%-90%。
图片来源：Pixabay
科学家们发现，口腔内一种叫变形链球菌（Streptococcus mutans）的细菌是引起蛀牙的罪魁祸首之一。然而，我们对于这些细菌如何腐蚀牙齿的过程还知之甚少。
最近，美国宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）牙科医学院和佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）的一支科研团队，仔细检查了严重龋齿的儿童拔下的蛀牙，采用一种新颖的三维成像技术，终于看清变形链球菌在牙齿上“安营扎寨”的关键细节。与此同时，科学家们也揭示出瓦解这些细菌大军的关键点。
▲研究结果发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）
在这项研究里，科学家们将超分辨率共聚焦扫描电镜与计算分析相结合，对蛀牙上完整的菌斑进行了分析。牙菌斑就是牙齿上细菌的聚集定居之处。新的成像技术让研究人员得以一层一层地检查牙菌斑，构建出它们的三维图像。
高分辨率的三维成像结果让研究人员们发现，细菌们在牙齿上形成的组织结构堪称精密有序。在蛀牙上，最常见的一种结构被研究人员命名为“半球状”：其中的主角——变形链球菌，像土堆一样黏附在牙齿表面，组成了密集的内核；在其外围，口腔链球菌（S. oralis）等其他细菌，形成了一圈圈“光环”。而细菌产生并分泌到细胞外的糖分子，则构成了支架，支撑和分隔细菌层，有效地包围和保护着这些致病细菌。
▲牙菌斑的高分辨率结构显示，细菌群落形成了精密有序的结构，半球状（左1）在蛀牙上最为常见，其中的变形链球菌含量也最多（图片来源：参考资料[1]）
▲染色显示一个典型的半球型细菌群落，中间大部分是致病的变形链球菌（绿色），外围是其他链球菌（红色）和其他非链球菌的细菌（蓝色）（图片来源：参考资料[2]）
这种凸起的半球形结构对于细菌腐蚀牙齿有什么特别的帮助吗？为了回答这个问题，研究人员做了进一步探索。
他们在实验室里尝试着用变性链球菌、口腔链球菌和糖溶液在牙齿表面重建天然的牙菌斑结构。在成功培育出了半球形的细菌“城堡”后，研究人员开始测量局部的酸碱水平和牙齿表面的脱矿程度。
“我们的发现令人兴奋，这些半球形结构创造了一个高度酸性的区域，与牙釉质上的脱矿区域完美匹配。”研究负责人Hyun Koo教授说。“就和牙医发现蛀牙时看到的情况一样，牙齿上形成了脱钙的‘白点’。也就是说，这些半球形结构可以解释蛀牙是怎么开始发生的。
▲随着细菌（绿色指示致病细菌）在牙齿表面形成有序的三维空间结构，局部的牙釉质开始遭到破坏（图片来源：参考资料[1]）
这种特殊“建筑”，不仅是细菌们腐蚀牙釉质的基地，还为它们提供保护，抵挡了抗菌素。在最后一组实验中，研究人员使用一种常见于漱口水的抗菌素，对细菌群落的“圆形城堡”展开攻击。
他们发现，当细菌群落的外围结构完好无损时，处于中心的变形链球菌们便可以躲过抗菌素的攻击，大部分能避免死亡。而当外围的支架材料被分解后，如同拆掉了城墙，抗菌素得以渗入细菌群落的内部，才终于有效地杀死了引起蛀牙的细菌。
▲牙菌斑的外围保护环让中间的致病细菌不容易被抗菌素杀死（图片来源：参考资料[1]）
“要了解病原体的致病原理，不仅仅要知道它们是什么，还要知道它们的结构。”这项研究的另一位负责人Marvin Whiteley教授总结说，“细菌是高度社会化的生物，它们的盟友和敌人共同决定了它们的行为。”
牙齿和口腔是身体不可分割的一部分，支持着人体的基本功能。不少研究指出，口腔健康与全身性疾病有关。当致病细菌们在牙齿上安营扎寨，既是腐蚀牙齿的开始，也给其他一些疾病的发生埋下隐患。牙菌斑的高清结构让我们看到，要瓦解细菌大军并不容易。
因此，想要控制蛀牙，最首要的还是预防：用含氟牙膏刷牙，尤其是睡前刷牙，少吃含糖饮料和零食，定期看牙医。这些小习惯都可以帮助改善牙齿的整体健康状况。
参考资料
[1] Dongyeop Kim et al., (2020) Spatial mapping of polymicrobial communities reveals a precise biogeography associated with human dental caries. PNAS. doi:10.1073/pnas.1919099117
[2] Cavity-causing bacteria assemble an army of protective microbes on human teeth . Retrieved May 20, 2020, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/uop-cba051420.php
本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。
本文版权归原作者药明在线所有，如有侵权请联系管理员删除，原文地址：https://m.toutiao.com/i6832193499870265863/ |
|
|服务条款|版权问题|手机版|小黑屋|手机版|滇ICP备13004447号-1|滇公网安备53032802000133号|神秘网
雷达卡
发表于 2020-9-8 08:27:01
