董磊教授团队设计制备的阳离子葡聚糖可与EPS发生明显的相互作用,诱导了EPS发生相分离。本研究首次在革兰氏阳性菌(S. aureus)和革兰氏阴性菌(E. coli),特别是关键牙周病原体—牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)所形成的细菌生物膜中,验证了阳离子葡聚糖可诱导EPS在细菌生物膜中发生相分离,从而破坏分解其整体的凝胶结构,最终在体外使细菌生物膜结构有效瓦解。更重要的是,在大鼠牙周疾病模型中阳离子葡聚糖有效地清除了大鼠牙齿表面的菌斑生物膜,减少了牙槽骨的流失,并且控制住了牙龈组织的炎症,获得了良好的体内治疗效果。另外,阳离子葡聚糖在研究过程中也表现出杀菌活性。综上所述,本研究基于阳离子葡聚糖控制细菌生物膜的优良潜力,开发了一种实用而有效的牙周炎治疗策略。鉴于全球对牙周疾病的日益关注,无论是在科学研究还是临床上,都值得推广阳离子葡聚糖的应用。
(图2. 阳离子葡聚糖可以清除牙菌斑,减少牙周组织的骨质流失和炎症。(A)体内实验治疗过程示意图。(B)结晶紫染大鼠牙齿表面的牙菌斑照片。(C)琼脂平板计数法定量分别用PBS、0.2% 复方氯己定、C- Dex、DETA-Dex处理过的菌斑生物膜中的细菌数量(n = 5)。(D)大鼠上颌micro-CT的三维重建图像。(E)根据micro-CT片线性测量牙釉质(CEJ)到牙槽骨顶峰(ABC)之间的距离。(F)定量牙釉质(CEJ)与牙槽骨顶峰(ABC)之间的距离。(G)大鼠上颌组织的H & E染色图。比例尺,100 μm。下图为黑色虚线框的放大图像,炎症区域用红色箭头标记。)
作者简介:
南京大学生命科学学院博士研究生李玉荣和兴振为本论文的共同第一作者,董磊教授和王珍珍副研究员为共同通讯作者。
王珍珍,南京大学生命科学学院副研究员,无锡市南京大学锡山应用生物技术研究所所长助理。目前的研究聚焦于材料的界面活性,以及生物材料与再生医学领域,相关研究已发表SCI论文25篇,被引225次,其中以第一(共一)作者在eLife、Advanced Functional Materials、ACS Nano、Advanced Science等高质量期刊发表9篇。现主持国家级以及省级青年基金项目各1项。
本研究得到了国家自然科学基金项目(31971309,32001069,32230056),江苏省自然科学基金项目(BK20200318),中央高校基本科研业务费专项资金项目(021414380515),以及国家自然科学基金国际合作与交流基金和国家科技发展基金(31961160701)的资助。