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唾液流动形成口腔细菌多样性的空间梯度

作者: Ryder, Susan P. Holmes & David A. Relman来源:Nature

龋齿和其他形式的牙齿疾病,例如慢性牙周炎,显示出显著的位点特异性。

人类口腔是一个用于研究人体微生物空间格局的机制的极好部位。

例如,靠近最近的主要唾液腺决定唾液薄膜在个体表面上流动的速度;流速决定了分子,如蔗糖和酸,从不同的口腔中被清除的速率。

在健康个体中,唾液膜速度在口腔前部和后部有很大的差异,而口腔的清除速度,靠舌头一面的位置要比靠颊面的要快。

因此,唾液流动是微生物代谢潜能和牙菌斑内pH值的主要决定因素,两者都可能根据唾液膜速度和牙齿位置而改变,即使在健康个体中也是如此。

一些实验系统表明,唾液流动的减少导致了牙齿腔空间格局的特定位置的改变。

微生物的代谢活动在很大程度上带动龋发生异常。因此,在龋病的空间格局特征的转变,从嘴后部到嘴前部,唾液(分泌)过少的状态意味着唾液流量在塑造人类健康的微生物群落的空间组织通常扮演一个角色。

微生物群落的时空模式为人们洞察微生物群落的形成、它们在健康和疾病中的功能和角色作用提供了见解。

在这里,我们使用9000个牙齿和粘膜样本,利用空间和生态,统计分析唾液在构建人类口腔细菌群落中的作用。

我们发现,无论是组织型(牙齿、牙槽黏膜,牙龈角化,或颊粘膜),从口腔前部到口腔后部的生态梯度,表面相关的细菌群落的不同,暴露在牙齿表面的菌群,靠舌一面牙齿的菌群面的梯度比靠颊面的要明显。

更进一步,我们的数据表明,在口腔干燥舍格伦(Sjögren)综合征患者SS中,由于低唾液流量,这种梯度衰减。

我们的分析表明,健康人的臼齿和门齿的细菌群落可以区别开来。

此外,我们的数据表明,尽管这些口腔内栖息地之间有深刻差异,从口腔前部到后部,居住在软组织和硬组织的菌群不同,保持一致的生态梯度。

总之,我们的研究结果表明,唾液流量的影响微生物群落的空间组织,生物分布模式可能对宿主的生理过程和预测疾病是有用的。

数据和患者队列综述

细菌群落分类计数数据(3个数据集)是从31个个体中收集的9449个样本中生成的。

发现数据集包括来自1905个龈上菌斑样本的16S rRNA 基因(V4–V5区)扩增子测序,(样品中位测序深度,2258),

数据来自于11个人的**磨牙和中切牙颊面和舌面。

验证数据集包括V4扩增子测序,7002个龈上菌斑样本(样品中位测序深度,73772),来自另外的19个人,所有牙齿的颊面、舌面(不包括第三磨牙),

包括9名健康对照者和10个患有SS低唾液流量的人。

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参考文献

A spatial gradient of bacterial diversity in the human oral cavity shaped by salivary flow

Diana M. Proctor, Julia A. Fukuyama, Peter M. Loomer, Gary C. Armitage, Stacey A. Lee, Nicole M. Davis, Mark I. Ryder, Susan P. Holmes & David A. Relman

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