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为解决从富含宿主蛋白的口腔样本中富集细菌细胞的难题，研究人员开展 “OSaMPle workflow for salivary metaproteomics analysis reveals dysbiosis in inflammatory bowel disease patients” 主题研究。结果显示，OSaMPle 提高了细菌肽和蛋白质的鉴定率，还发现 IBD 患者口腔微生物群的变化。这为研究口腔微生物群与疾病关系提供了新方法。
在人体的诸多奥秘中，口腔微生物组宛如一个神秘的小宇宙，虽微小却与人体健康紧密相连。近年来，越来越多的研究发现，口腔微生物组的变化与多种炎症性疾病存在关联，其中就包括令人困扰的炎症性肠病（IBD）。IBD 是一种以胃肠道慢性、非特异性炎症为特征的疾病，肠道微生物群的改变在其发病过程中起着关键作用。然而，环境因素究竟如何导致肠道微生物群失衡，进而引发 IBD，这一机制仍迷雾重重。与此同时，口腔微生物组作为肠道微生物群的 “上游”，其与 IBD 之间的关系逐渐受到关注，已有研究表明，口腔微生物可能通过口腔 - 肠道轴影响肠道微生物群，甚至有研究发现口腔病原体可能转移到肠道，加剧肠道炎症。但目前，仅依靠宏基因组学和宏转录组学测序方法，难以全面深入地了解口腔微生物组在 IBD 发病机制中的作用，尤其是在蛋白质水平的研究还存在明显不足。
为了揭开这些谜团，北京蛋白质组研究中心、北京大学口腔医学院等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一项极具意义的研究，旨在通过优化唾液元蛋白质组样本分析流程（Optimized Salivary MetaProteomic sample analysis workflow，OSaMPle），深入剖析口腔微生物组在 IBD 患者中的变化，为揭示 IBD 的发病机制提供新的线索 。最终，研究成果发表在《npj Biofilms and Microbiomes》上，为该领域的研究开辟了新的方向。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。首先是样本采集技术，在方法验证和优化阶段，分别从 1 名和 9 名健康成年人处收集未刺激唾液；在临床 IBD 患者样本研究阶段，则采用生理盐水漱口样本，这种方式在医院环境中更具可操作性。其次是样本预处理技术，通过选择性富集缓冲液处理和差速离心的组合，有效富集口腔细菌并减少宿主成分。最后是分析技术，利用液相色谱 - 串联质谱（LC - MS/MS）结合生物信息学方法，对微生物蛋白质进行鉴定和分析 。
下面让我们深入了解一下具体的研究结果：
- 建立微生物群富集的样本预处理流程：研究人员采用迭代优化策略，先开发并测试了包含选择性富集缓冲液处理和差速离心的两步处理流程。通过对比不同缓冲液处理后的样本，发现 6M 尿素和 0.5% 吐温 80 的组合能有效从唾液样本中分离和富集微生物群。在此基础上，进一步优化选择性富集缓冲液的成分，比较不同变性剂（6M 尿素、4M 盐酸胍）和洗涤剂（0.5% 吐温 80、0.5% Triton X - 100）的组合效果。
- 优化后的流程实现全面的细菌蛋白质鉴定：经过优化后，使用 4M 盐酸胍和 0.5% Triton X - 100 的 GX 缓冲液表现出色。与对照组相比，GX_Sup 组细菌肽的鉴定数量显著增加，细菌蛋白质组的鉴定数量也大幅提高，且宿主干扰肽明显减少。此外，该组在微生物鉴定的稳健性方面表现优异，技术重复之间的相关性高。基于这些结果，研究人员将使用 GX 缓冲液和差速离心的样本处理方法命名为 “OSaMPle workflow”。
- OSaMPle 实现对口腔微生物群的深度分类和功能解析：利用 OSaMPle workflow，研究人员发现该流程显著富集了六种门的细菌。在属和种水平上，OSaMPle workflow 也展现出强大的微生物鉴定能力，鉴定出的细菌属和种数量更多，且在技术重复之间的一致性更高。功能分析表明，OSaMPle workflow 能更深入地揭示细菌的功能，其鉴定出的细菌蛋白质在功能分类上更加丰富，与其他组相比，在能量产生和转化、氨基酸转运和代谢等多个功能类别上都有显著差异。
- OSaMPle 发现 IBD 患者与健康对照者口腔冲洗液元蛋白质组中差异丰富的蛋白质：研究人员应用 OSaMPle workflow 分析 IBD 患者和健康对照者的口腔冲洗液样本。结果显示，虽然两组在肽和蛋白质的数量及丰度上没有显著差异，但在分类学分析中发现，IBD 组中假单胞菌门（Pseudomonadota）显著增加，芽孢杆菌门（Bacillota）有下降趋势。通过稀疏偏最小二乘判别分析（sPLS - DA）和差异丰度蛋白质分析，研究人员鉴定出了许多在 IBD 组中丰度显著变化的蛋白质。进一步分析发现，这些差异蛋白质主要与能量产生和转化、氨基酸转运和代谢等功能相关，且与特定的细菌属，如奈瑟菌属（Neisseria）、链球菌属（Streptococcus）和消化链球菌属（Peptostreptococcus）密切相关。
在研究结论和讨论部分，OSaMPle workflow 展现出了独特的优势和重要意义。该流程通过优化缓冲液配方，有效解决了从口腔样本中富集微生物细胞和减少宿主干扰的难题，为口腔元蛋白质组学研究提供了一种高效、实用的方法。与以往的方法相比，OSaMPle workflow 操作更简便，对样本量的要求更低，适用于大规模临床样本的处理。通过应用该流程，研究人员在 IBD 患者的口腔微生物组研究中取得了重要发现，揭示了 IBD 患者口腔微生物群在组成和功能上的失调，为深入理解 IBD 的发病机制提供了新的视角。然而，研究也存在一些局限性，如样本量相对较小，可能影响统计效力；受质谱仪器限制，目前鉴定的口腔细菌蛋白质数量还有提升空间等 。但总体而言，这项研究首次运用元蛋白质组学方法探索 IBD 患者的口腔微生物组，为未来大规模研究肠道 - 口腔轴在 IBD 中的作用奠定了坚实基础，有望推动 IBD 发病机制的深入研究和临床诊断、治疗的发展。
