口腔是我们与外界和身体内部的重要连接点。我们所呼吸、咀嚼或饮用的每一样东西都会与口腔中的环境相互作用——包括蛋白质和微生物，其中一些可能对我们有害。当口腔健康出现问题时，可能导致轻微的口臭，严重的牙齿和牙龈腐烂，甚至对肠道及身体其他部位造成更严重的影响。
尽管口腔微生物群在维护人类健康和抵御疾病方面发挥着重要作用，但我们对口腔复杂生理环境中宿主与微生物之间相互作用的了解仍然有限；深入理解这些相互作用是开发人类疾病治疗方法的关键。
在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，来自麻省理工学院及其他机构的科学家们发现，唾液中一种最丰富的蛋白质与口腔中特定微生物的表面结合。这一发现揭示了唾液蛋白和黏液在维持口腔微生物群中的重要作用。
这项研究的合作团队包括麻省理工学院生物系的Barbara Imperiali和化学系的Laura Kiessling的实验室成员，以及布法罗大学牙科医学院的Stefan Ruhl和特拉华大学的Catherine Grimes的团队。
研究的重点是一种丰富的口腔蛋白，称为酶原颗粒蛋白16同源物B (ZG16B)。寻找ZG16B的交互伙伴并深入了解其功能是该项目的主要目标。为了实现这一目标，帝国实验室的博士后Soumi Ghosh及其同事们设计了ZG16B，并添加了报告标记，如荧光团。他们将这些修饰的蛋白质称为“微生物聚糖分析探针(mGAPs)”，以便使用互补方法识别ZG16B的结合伙伴。他们将探针应用于健康口腔微生物组样本，以识别目标微生物及其结合伙伴。
研究结果让他们感到兴奋。
“ZG16B并不是随机与细菌结合。它特别关注某些物种，包括一种叫做前庭链球菌的共生细菌，”Ghosh说，他是该论文的第一作者。
共生菌存在于正常健康的微生物群中，不会引起疾病。
利用mGAPs，研究小组发现ZG16B与细菌的细胞壁多糖结合，这表明ZG16B是一种凝集素，即一种碳水化合物结合蛋白。一般来说，凝集素负责细胞间的相互作用、信号通路以及一些针对病原体的先天免疫反应。Ghosh强调：“这是第一次通过实验证明ZG16B作为一种凝集素，因为它与细菌细胞表面或细胞壁上的碳水化合物结合。”
ZG16B还被证明可以募集黏液蛋白7 (MUC7)，这是一种存在于口腔中的唾液糖蛋白，结果表明ZG16B可能通过与MUC7和某些细菌形成复合物来帮助维持口腔微生物群的健康平衡。研究表明，当细菌数量超过一定水平时，ZG16B通过凝集来抑制细菌的过度生长，从而调节细菌的丰度。
“因此，ZG16B似乎是系统中缺失的一环；它与不同类型的聚糖结合——微生物聚糖和粘蛋白聚糖——最终在我们的口腔中维持健康的平衡，”高希说。
利用该探针和健康及患病受试者的口腔微生物组样本的进一步研究也可能揭示凝集素对口腔健康和疾病的重要性。
目前的研究重点是开发和应用基于其他人类凝集素的mgap，如在血清、肝脏和肠道中发现的凝集素，以揭示它们的结合特异性及其在宿主-微生物相互作用中的作用。
Kiessling说：“这次合作中的研究体现了五年前让我兴奋地搬到麻省理工学院的那种协同作用。我能够与杰出的科学家一起工作，他们对碳水化合物的化学和生物学有着共同的兴趣。”
Kiessling和Imperiali都是这篇论文的资深作者，他们为他们正在创造的探针提出了一个术语：“填补空白的mGAPS”，根据Ghosh的说法，这有助于我们理解凝集素在人类微生物组中的作用。
Ghosh说：“如果我们想开发对抗细菌感染的疗法，我们需要更好地了解宿主-微生物的相互作用。我们研究的意义在于证明我们可以为微生物聚糖制作非常好的探针，发现它们在免疫系统一线防御中的重要性，并最终提出一种治疗疾病的方法。”
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我是谷锐号的签约作者“雨巧”！
希望本篇文章《探针技术深化了对口腔内平衡机制的认识》能对你有所帮助！
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