科學家開發一種治療牙周病的凝膠,可以同時實現消炎、改善口腔菌羣和防止骨質流失_風聞
中国生物技术网-中国生物技术网官方账号-2022-09-29 13:45

對於口腔這個充滿微生物的環境而言,如果不注意保持清潔,牙菌斑就會“集結”;如果再不及時干預,就會進一步導致傷及牙齒和牙齦的牙周病。
牙周病是一種常見的慢性炎症性疾病,影響近一半30歲以上人羣。該疾病由刺激炎症和骨質流失的口腔微生物組(菌羣)失調引發,症狀包括“疼起來真要命”的牙齦炎(點痛)和更為嚴重的牙周炎(大面積且更強烈的疼痛)。牙周病患者會經歷從牙齦疼、出血,到咀嚼困難,甚至導致牙齒脱落的過程,可謂是苦不堪言。
然而到目前為止,還沒有一種針對牙周病的治療方法可以同時消炎、改善口腔菌羣穩態以及防止牙骨質流失。因此,迫切需要對治這種常見口腔疾病的綜合有效的療法。
2022年9月20日,發表在《Cell Reports》上的一項新研究中,來自紐約大學牙科學院的研究團隊開發了一種局部外用的凝膠可以實現上述功能。該研究為開發無創治療牙齦疾病奠定了基礎。

已知代謝過程中產生的琥珀酸分子水平增加與牙周病有關;並且,琥珀酸水平與牙周組織炎症水平呈正相關。該團隊五年前的研究表明,琥珀酸水平升高會激活琥珀酸受體,同時刺激骨質流失。因此,琥珀酸受體應該是對抗炎症和骨質流失的一個有希望的靶點。
在這項新研究中,研究人員首先對28份人類牙菌斑樣本進行靶向代謝組學分析,結果顯示,重度牙周炎組患者的琥珀酸水平顯著升高。隨後,他們在誘發實驗性牙周炎小鼠模型中觀察到了同樣的結果,從而進一步確認了琥珀酸水平升高與牙周炎程度的關聯。

此外,他們還通過免疫熒光染色證實了琥珀酸受體1(SUCNR1)在人牙齦成纖維細胞中表達,以及在小鼠口腔粘膜上皮組織中表達。
接下來,為了確定SUCNR1與牙周病之間的聯繫,研究人員敲除了小鼠的SUCNR1基因並與對照組小鼠進行了比較。他們發現,在敲除SUCNR1的牙周炎小鼠中,牙齦組織和血液中的炎症水平較低,骨質流失也較少;而對照組小鼠口腔菌羣失調程度更高。
當研究人員給予兩組小鼠注射琥珀酸鹽時,進一步證實了之前的結論,正常小鼠的牙周炎會發生惡化;但SUCNR1敲除小鼠受到了保護,它們可以抵抗炎症、防止不健康細菌增加以及骨質流失。
上述實驗結果有力地證明,琥珀酸水平升高激活SUCNR1促進了牙周炎,而缺乏SUCNR1及其活性可以顯著降低牙周炎的易感性。
為了測試阻斷琥珀酸受體是否可以改善牙周病,該團隊開發了一種SUCNR1的特異性拮抗劑(7a)。

在對人牙齦細胞的實驗室研究中,7a有效抑制了琥珀酸誘導的SUCNR1活化,從而減少了炎症和導致骨質流失的過程。
為了評估7a在體內的療效,研究人員將其製為凝膠局部應用於牙周病小鼠的牙齦,每隔一天給藥一次,持續28天,他們發現,與對照組小鼠相比,治療組小鼠的骨質流失減少了一半,口腔菌羣也發生了顯著變化:那些已知在牙齦疾病中占主導地位擬桿菌科細菌已被消滅乾淨。局部給藥還顯著降低了牙齦組織中TNF-α和IL-1β的表達。

隨後,研究人員進行了額外的測試來驗證7a是否起到了抗生素的作用。他們發現,該化合物不會直接影響細菌的生長。這表明這種凝膠通過調節炎症改變了口腔菌羣。
總之,這種阻斷琥珀酸受體的新化合物對於常見的牙周病具有明確的治療價值。該團隊表示,接下來他們將對無菌動物進行研究,以確定7a是否能獨立於微生物組。他們的長期目標之一是開發一種凝膠和口腔貼,以供有牙齦疾病風險的人在家中使用。
論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111389