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《四川大学》 2007年
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变形链球菌粘附相关基因表达调控与粘附关系的研究

姜颖  
【摘要】: 龋病是危害人类健康最常见的口腔疾病之一,其发生与牙菌斑生物膜密切相关。变形链球菌(Streptococcus mutans,S.mutans)(以下简称变链菌)是龋病的主要致病菌,也是牙菌斑生物膜中重要的定植菌,变链菌对牙面的粘附是其定植、致龋的基础。变链菌的粘附经过初始粘附(非蔗糖依赖性粘附)和蔗糖依赖性粘附两个阶段最后形成牙菌斑生物膜,是一个多因素参与的复杂过程。 以往研究发现变链菌不同菌株的致龋毒力存在很大差异,推测此差异的物质基础是致龋毒力因子基因的变异。因此变链菌致龋毒力因子基因多态性成为研究的热点,与粘附相关的各毒力因子基因多态性及其与变链菌致龋毒力的关系可见报道。然而,也有证据显示,致龋毒力因子基因表达的量似乎比基因多态性更能影响变链菌毒力。近年来,关于变链菌基因表达调控的研究受到越来越多学者的关注。本研究通过测定不同培养条件下变链菌粘附能力的改变及其粘附相关基因表达的变化,了解变链菌粘附相关基因表达调控与粘附毒力的相关关系。 方法:采用放射性同位素标记细菌,定量检测不同培养条件下变链菌初始粘附及蔗糖依赖性粘附能力的变化。同时构建变链菌基因表达谱检测芯片,利用基因芯片技术筛选不同环境条件下变链菌差异表达的基因。再利用TaqMan实时荧光定量PCR技术,检测变链菌在不同培养条件下粘附毒力因子基因表达的变化,进一步验证基因芯片的结果,从而确定变链菌粘附相关基因表达调控与粘附力的关系。 结果: (1)在0.2%~5%的葡萄糖浓度范围内,变链菌的初始粘附随糖浓度的增加而明显增强;粘附较强的变链菌菌株初始粘附相关基因spaP和srtA的表达均随糖浓度的增加而上调,其中1%葡萄糖和5%葡萄糖环境较0.2%葡萄糖环境中spaP基因表达的上调及5%葡萄糖环境较0.2%葡萄糖环境srtA基因表达的上调具统计学意义;粘附较弱的菌株spaP、srtA基因表达也随糖浓度的增加而增强,但差异不具有统计学意义。高浓度葡萄糖对变链菌spaP和srtA表达的促进作用可能是其促进变链菌初始粘附的机制之一。 (2)酸性环境中变链菌的初始粘附明显下降,spaP基因表达明显下降,而srtA基因表达升高。酸性环境抑制变链菌spaP基因表达和促进srtA基因表达可能是变链菌初始粘附下降和抵抗酸性环境的机制之一。 (3)粘附较强的菌株其spaP基因的表达在0.2%、1%和5%葡萄糖环境中均显著高于粘附较弱的菌株,而在0.2%和1%葡萄糖的环境中,粘附较强的菌株srtA基因表达显著高于粘附较弱的菌株。初始pH为酸性和中性的环境中,粘附较强的变链菌spaP和srtA基因的表达均高于粘附较弱的变链菌。提示变链菌对牙面的初始粘附能力可能与其spaP和srtA表达的量有关。 (4)在0.5%~5%的蔗糖浓度范围内,随糖浓度的增加,变链菌的蔗糖依赖性粘附明显增强,蔗糖依赖性粘附相关基因wapA,gbpA、B、C、D基因表达均有所改变。其中0.5%蔗糖与1%蔗糖环境相比,TaqMan实时荧光定量PCR技术与基因芯片技术检测的结果均显示变链菌wapA,gbpA、B、D基因表达的变化不具有统计学意义,而gbpC基因表达显著下调,这可能是蔗糖浓度降低时蔗糖依赖性粘附减弱的机制之一。 (5)粘附较强的变链菌其wapA,gbpA、B、C、D基因的表达均高于粘附较弱的菌株,特别是在0.5%和5%蔗糖条件下,wapA、gbpC和gbpD基因表达的差异有统计学意义。蔗糖依赖性粘附相关基因表达的量可能与变链菌的蔗糖依赖性粘附有关。 综上所述,环境因素对变链菌初始粘附、蔗糖依赖性粘附的调控作用可能是通过调控一些粘附相关基因的表达来实现的;总的来说,粘附较强的菌株其粘附毒力相关基因的表达高于粘附较弱的菌株,提示粘附毒力基因表达的量可能与粘附力相关。基因芯片技术能快速、准确地筛选出变链菌在不同环境条件下的差异表达基因,为变链菌的研究提供可靠的技术平台。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R780.2

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