乳酸菌裂解物：口腔健康的 “隐形护盾”，对抗牙周炎的新希望？

为解决牙周炎治疗难题，英国曼彻斯特大学的研究人员探究乳酸菌裂解物对口腔上皮细胞的作用。结果发现其能保护细胞、调节细胞因子、增强屏障功能。这为牙周炎治疗提供新思路，推荐科研读者一读。

　　

在全球范围内，口腔疾病就像一个隐藏在暗处的 “健康小怪兽”，悄悄地影响着无数人的生活。世界卫生组织（WHO）在 2022 年估算，全球约有 35 亿人受到口腔疾病的困扰，其中牙周炎占比达到 19%。牙周炎是一种慢性牙龈疾病，它就像一个 “口腔小恶魔”，不仅会引发炎症，还会偷偷破坏口腔中的关键结构，比如让牙槽骨逐渐流失。在英国，国民医疗服务体系（NHS）的牙科护理正面临着巨大挑战，这使得人们的口腔健康状况愈发糟糕。而在发展中国家，很多人由于难以获得医疗保健服务，再加上牙周炎的发病率不断上升，急需寻找新的、可持续的治疗方法来对抗这种疾病。

益生菌，这些对宿主有益的活微生物，就像是口腔里的 “健康小卫士”，近年来在护肤领域表现出色，比如能增强皮肤屏障功能，治疗湿疹等皮肤问题。同时，它在口腔健康维护方面也备受关注，像是可以调节口腔微生物群落，抵御像变形链球菌这样的病原体。不过，对于益生菌的 “小伙伴”—— 后生元（指益生菌的细胞内和细胞外成分），在治疗口腔疾病方面的研究还比较少。之前虽然有研究发现某些乳酸菌的益生菌和后生元能在体外对抗牙周病原体，但像本研究中涉及的这几种牙周病原体，相关研究还存在空白。而且，储存益生菌时，常见的冷冻干燥等方法会降低细菌细胞的活性，而生元则能克服这个问题，所以研究后生元在口腔健康中的作用就显得尤为重要。

为了探索解决这些口腔健康问题的新方法，英国曼彻斯特大学的 Steven D. Mercer 等人在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为 “Lactobacillus lysates protect oral epithelial cells from pathogen - associated damage, increase secretion of pro - inflammatory cytokines and enhance barrier integrity” 的论文。他们通过研究发现，乳酸菌裂解物对口腔上皮细胞有保护作用，能增强屏障完整性，还能改变细胞因子的表达，这为牙周炎的治疗提供了新的方向，就像在黑暗中为口腔健康研究点亮了一盏明灯。

在这项研究中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是细胞培养技术，他们培养了 TR146 口腔上皮细胞（颊癌细胞系），为后续实验提供了 “研究小基地”。然后是细菌培养及相关产物制备技术，培养了牙周病原体（如牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌和伴放线聚集杆菌）和益生菌（如鼠李糖乳杆菌 - GG、鼠李糖乳杆菌 - SD11、罗伊氏乳杆菌和植物乳杆菌），并制备了它们的裂解物和上清液。接着是细胞活力检测技术，利用台盼蓝排斥法来判断细胞的死活，了解不同处理对细胞活力的影响。还有细胞因子分析技术，借助 Bio - Plex 200 磁珠系统检测细胞因子的变化。另外，通过角质形成细胞划痕实验观察再上皮化过程，利用跨上皮电阻（TEER）测量和蛋白质免疫印迹法（Western blot）检测紧密连接蛋白 Claudin - 1 的表达，来评估上皮屏障功能。

下面让我们来看看具体的研究结果：

• 浓度相关效应：研究人员给 TR146 细胞 “喂食” 不同浓度（250 μg/mL – 5 μg/mL）的病原体和益生菌的裂解物、上清液，观察细胞的反应。结果发现，病原体裂解物和上清液浓度越高，细胞活力下降得越明显，就像给细胞 “吃” 了越来越多的 “毒药”。比如，当使用 250 μg/mL 的牙龈卟啉单胞菌和具核梭杆菌裂解物处理细胞时，细胞活力显著降低；同样浓度的这两种病原体以及伴放线聚集杆菌的上清液，也会让细胞活力大幅下降。而益生菌的裂解物和上清液即使浓度很高，也不会对细胞产生毒性，就像给细胞吃了 “安全食品”。基于这个结果，研究人员选择 250 μg/mL 作为病原体的 “挑战浓度”，来测试益生菌裂解物的保护作用。
• 预处理分析：益生菌裂解物与病原体裂解物对比：病原体的细胞内成分对细胞有毒性，就像 “细胞内小炸弹”。为了看看益生菌裂解物能不能 “挡住” 这些 “小炸弹”，研究人员让 TR146 细胞提前接触益生菌裂解物，时间分别为 0、2、6、12 和 24 小时，然后再用病原体裂解物 “攻击” 细胞 24 小时。结果发现，大部分益生菌处理都能让细胞活力有所提高，虽然很多效果没有达到统计学上的显著差异，但整体上还是能看出益生菌裂解物在 “努力保护” 细胞。其中，24 小时的益生菌预处理，对具核梭杆菌有比较明显的保护效果，能提高细胞活力。
• 预处理分析：益生菌裂解物与病原体上清液对比：病原体分泌的成分也可能是 “有毒小恶魔”。研究人员又让细胞提前接触益生菌裂解物，之后再用病原体上清液 “攻击”。结果和前面类似，大部分情况下，益生菌裂解物能提高细胞活力，不过显著提高的情况比较少。24 小时的预处理，对具核梭杆菌有显著的保护作用，对牙龈卟啉单胞菌也有提高细胞活力的趋势。
• 预处理分析：益生菌裂解物与活病原体对比：前面研究了益生菌裂解物对非活病原体的保护作用，这次研究人员模拟真实的感染情况，让细胞先接触益生菌裂解物，再用活的病原体（）“进攻”。结果发现，大部分处理都能让细胞活力比没有预处理的情况要好。特别的是，对于伴放线聚集杆菌，长时间的预处理（24 小时）效果很明显，鼠李糖乳杆菌 - GG、鼠李糖乳杆菌 - SD11 和植物乳杆菌在 24 小时预处理后，能显著提高细胞活力。
• 细胞因子分析：研究人员想知道益生菌裂解物对细胞因子表达有没有影响，于是他们检测了细胞在不同时间（1.5、3、6、12 和 24 小时）处理后的细胞因子变化。结果发现，很多促炎细胞因子，比如 IL - 8、IL - 6 和 TNF - α，随着处理时间延长，浓度会增加，在 12 - 24 小时后显著升高。IL - 1β 和 IL - 1α 在处理 1.5 小时后浓度就明显增加，不过 IL - 1β 之后会下降，IL - 1α 则一直保持较高水平。TGF - β 在处理 3 小时后浓度显著增加，之后慢慢下降。不同的益生菌对细胞因子的影响也有差异，比如罗伊氏乳杆菌引发的细胞因子反应通常比较大。
• 再上皮化：病原体感染会破坏上皮屏障的完整性，就像给上皮屏障 “开了个洞”。研究人员通过角质形成细胞划痕实验观察再上皮化过程，看看益生菌裂解物能不能 “修补这个洞”。结果发现，鼠李糖乳杆菌 - SD11 能显著促进再上皮化，在 24 小时时效果明显；而植物乳杆菌却会抑制再上皮化，和病原体的效果类似，这和之前的一些研究结果不太一样，需要进一步研究。
• 跨上皮电阻（TEER）：TEER 可以用来衡量表皮屏障的完整性。研究人员发现，鼠李糖乳杆菌 - GG 和鼠李糖乳杆菌 - SD11 能显著提高 TEER，说明它们能增强上皮屏障功能；罗伊氏乳杆菌和植物乳杆菌对 TEER 影响不大。病原体裂解物会降低 TEER，但是当加入益生菌裂解物后，TEER 又会升高，说明益生菌裂解物能保护屏障完整性，其中鼠李糖乳杆菌 - SD11 的保护效果最好。
• Claudin - 1 表达：Claudin - 1 是一种和紧密连接相关的蛋白，和上皮屏障功能密切相关。研究人员通过蛋白质免疫印迹法检测 Claudin - 1 的表达，发现鼠李糖乳杆菌 - SD11 能让 Claudin - 1 表达增加，植物乳杆菌和罗伊氏乳杆菌也有增加的趋势，但是鼠李糖乳杆菌 - GG 却会让 Claudin - 1 表达降低，这表明鼠李糖乳杆菌 - GG 提高 TEER 可能是通过其他机制实现的。

综合研究结果和讨论部分，这项研究意义重大。它确定了病原体显著降低细胞活力的高浓度，同时发现后生元在该浓度下无毒。乳酸菌裂解物对多种病原体，包括细胞内和细胞外的致病物质以及活病原体，都有预防保护作用。虽然处理后一些炎症细胞因子增加了，但细胞活力、再上皮化和紧密连接相关的数据都显示出乳酸菌裂解物的积极作用。这些炎症细胞因子的增加对于免疫细胞的招募、进入感染组织、角质形成细胞的增殖以及屏障的维持都很重要。这表明益生菌裂解物可能有一种重要的作用机制，就是 “激活” 宿主的免疫系统，让免疫系统更好地对抗病原体。而且，益生菌裂解物能够维持和改善屏障完整性，这对于牙周炎的治疗意义非凡，为开发新的牙周炎治疗方法提供了有力的理论依据和研究方向。未来，研究人员还可以进一步探索乳酸菌裂解物保护口腔角质形成细胞免受牙周病原体侵害的具体机制，比如分离和鉴定裂解物中的关键蛋白，单独研究它们的作用，说不定能找到更多对抗牙周炎的 “秘密武器”。