科学家们正在揭示一种影响细菌的令人意外的方式——不是通过杀灭它们，而是通过改变它们的交流方式。研究口腔细菌的科研人员发现，干扰细菌"对话"中使用的化学信号，可以使牙菌斑转变为更健康、危害较小的菌群结构。这一发现可能为通过维持平衡的微生物组（而非彻底清除细菌）来预防疾病的新疗法开辟道路。
细菌远非沉默不语。在人类口腔内部，大约有700种不同的细菌通过一种称为群体感应的过程不断交换信息。这种化学通讯使细菌能够作为群体协调行动。许多口腔细菌依靠称为N-酰基高丝氨酸内酯的信号分子来发送和接收这些信息。
探究牙菌斑中的细菌通讯
明尼苏达大学双城分校生物科学学院和牙科学院的研究人员着手探索口腔细菌如何沟通，以及这种沟通是否可以被有意破坏。他们的目标是确定干扰这些信号是否有助于预防牙菌斑积聚并支持更健康的口腔微生物组。这项发表在《npj生物被膜与微生物组》期刊上的研究结果表明，这种方法可能会改变医生对治疗细菌性疾病的思考方式。
研究的主要发现
研究人员发现了口腔细菌沟通和组织的几个重要模式：
- 牙菌斑中的细菌在富含氧气的区域（如牙龈线上方）产生AHL信号，而这些信号可以被生活在缺氧区域（牙龈线下方）的细菌检测到。
- 使用称为内酯酶的特异性酶消除AHL信号，会导致与良好口腔健康相关的细菌种类增加。
- 这些结果表明，精心选择的酶可能被用来重塑牙菌斑群落，并帮助维持健康的微生物平衡。
作为活生态系统的牙菌斑
"牙菌斑的形成有一个序列，很像森林生态系统，"该研究的资深作者、生物科学学院副教授Mikael Elias说。"像链球菌和放线菌这样的先锋物种是简单群落中的最初定居者——它们通常是无害的，并且与良好的口腔健康相关。日益多样化的后期定植者包括像牙龈卟啉单胞菌这样的'红色复合体'细菌，它们与牙周病密切相关。通过破坏细菌用来沟通的化学信号，人们可以调控牙菌斑群落，使其维持在或恢复到与健康相关的阶段。"
"尤其引人注目的是氧气可用性如何改变一切，"主要作者Rakesh Sikdar说。"当我们在有氧条件下阻断AHL信号传导时，我们看到了更多与健康相关的细菌。但当我们在无氧条件下添加AHL时，我们促进了与疾病相关的后期定植者的生长。群体感应在牙龈线上方和下方可能扮演着截然不同的角色，这对我们如何治疗牙周病具有重要意义。"
迈向基于微生物组的新疗法
研究人员下一步计划研究细菌信号传导在口腔不同区域以及在不同牙周病阶段患者之间的差异。"了解细菌群落如何沟通和组织自身，最终可能会为我们提供预防牙周病的新工具——不是通过对所有口腔细菌开战，而是通过策略性地维持健康的微生物平衡，"Elias说。研究团队认为，这种策略最终可能会催生针对身体其他部位的治疗方法，在这些部位，微生物组的失衡与疾病和某些形式的癌症有关。
这项研究由美国国立卫生研究院提供资金支持。