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口腔疾病影响约 35 亿人,牙本质龋危害大。研究人员用 RNA-Seq 研究牙本质龋相关基因,发现 334 个差异表达基因(DEGs),揭示炎症和氧化应激基因作用。这为防治牙本质龋提供新思路,MMP 活性有望成治疗靶点。
在全球范围内,口腔疾病如同一个庞大的 “健康杀手”,悄然影响着大约 35 亿人的生活。其中,牙本质龋这一常见的口腔问题,尤其令人头疼。牙本质就像是牙齿的 “内部城墙”,它有着独特的管状结构,而且和坚硬的牙釉质相比,其矿化程度较低,含有更高比例的有机基质成分。这使得牙本质在面对细菌和酸性物质时,显得格外脆弱,极易发生脱矿和降解,进而导致龋齿不断发展。
目前,虽然我们对口腔疾病有了一定的了解,但对于牙本质龋发生过程中的一些关键生物学机制,比如炎症反应、脱矿过程以及机体的应激反应等,仍然知之甚少。为了深入探索这些奥秘,来自巴西坎皮纳斯州立大学皮拉西卡巴牙科学院(Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Universidade Estadual de Campinas)的研究人员展开了一项极具意义的研究。
这项研究成果发表在《Archives of Oral Biology》上,其研究意义重大。它不仅帮助我们更深入地理解牙本质龋的发病机制,还为未来开发更有效的预防和治疗策略提供了关键线索,有望改善众多受牙本质龋困扰患者的生活质量。
研究人员在开展研究时,主要运用了以下几个关键技术方法:首先,从临床拔除的第三磨牙中获取样本,这些牙齿来自 18 岁患者,且患者无牙周疾病且近三个月未使用抗生素。然后,对龋齿和无龋齿牙齿的牙髓、前期牙本质和牙本质进行总 RNA 提取。接着,利用 Illumina? 技术进行测序,通过 FASTQC 进行质量验证,使用 TRIMMOMATIC 去除低质量碱基,再用 SALMON 将测序 reads 比对到人类转录组(CHR38),并以每百万转录本(Transcripts Per Million)进行定量。最后,借助 DESeq2 进行差异基因表达分析(FDR < 0.05, |log2FC| ≥ 1),同时利用基因本体(Gene Ontology)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库进行功能富集分析。
下面我们来详细看看研究结果:
- 测序数据情况:测序后,每个样本产生 1600 - 3700 万条 reads,平均比对率达到 88.08%。这一数据表明测序质量较高,为后续分析提供了可靠的基础。
- 差异表达基因(DEGs):研究共鉴定出 334 个差异表达基因,其中 195 个上调,139 个下调。像 SAA1(log2FC = 2.3, p - adj = 0.001)和 ORM1(log2FC = 2.0, p - adj = 0.002)等上调基因,与炎症反应密切相关,这意味着在牙本质龋发生过程中,炎症反应起到了重要作用。在与细胞外基质(ECM)降解相关的基因方面,MMP-9 显著下调(log2FC = -1.8, p - adj = 0.003),而 MMP-2 在龋齿组织中表达更高。TIMP-1 在龋齿牙本质中表达增加,TIMP-2 在龋齿和无龋齿牙本质中均上调。这一系列结果显示,在牙本质龋发展过程中,ECM 降解和修复的平衡被打破。
- 蛋白质相互作用分析:通过分析发现,EGFR 和金属硫蛋白是关键的急性期蛋白。这进一步揭示了在牙本质龋发生时,机体内部复杂的蛋白质相互作用网络,为理解疾病进程提供了新视角。
综合研究结论和讨论部分,该研究清晰地揭示了炎症和氧化应激相关基因在牙本质龋中的重要作用。同时,MMP-2 和 TIMP-1 表达的变化表明机体存在一定的代偿反应。更为重要的是,研究指出 MMP 活性有可能成为治疗牙本质龋的新靶点。通过调节 MMP 活性,或许能够增强组织的韧性,减缓龋齿的发展速度。这一研究成果为口腔医学领域在牙本质龋的防治方面开辟了新的方向,有望推动相关治疗手段和药物的研发,给广大患者带来新的希望。