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膳食硝酸盐（NO3-）补充正逐渐成为一种有前景的策略，可通过微生物生成活性氮物种（RNS），包括亚硝酸盐（NO2-）和一氧化氮（NO），来抑制口腔条件致病菌。然而，牙周致病菌在多菌种群落中得以在硝酸盐来源的硝化应激下存活的机制，仍知之甚少。此前，我们鉴定出杂合簇蛋白（Hcp）是牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）中主要的硝化应激防御因子，表现为在亚硝酸盐暴露后hcp表达上调约170倍，并且在生理相关浓度的亚硝酸盐条件下存活所必需。在本研究中，我们考察了Hcp在促进P. gingivalis于硝酸盐还原生物膜中持续存留方面的作用。利用人源离体牙菌斑生物膜，我们发现无论在基础条件还是硝酸盐补充条件下，Hcp对于P. gingivalis的存活均是必需的。在一个界定的九菌种生物膜模型中，硝酸盐还原抑制了野生型P. gingivalis，而hcp缺失株（Δhcp）则出现了种群的完全清除。宏转录组学分析显示，硝酸盐诱导的hcp表达并不局限于P. gingivalis，而是口腔厌氧菌共享的协调性硝化应激反应的一部分，其中包括中间普雷沃菌（Prevotella intermedia）、核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）和非典型韦荣球菌（Veillonella atypica）。此外，硝酸盐还原破坏了Veillonella属菌与P. gingivalis之间先前存在的协同相互作用，将一种支持性关系转变为抑制性微环境，从而限制了病原体的存活。总之，这些发现表明，Hcp介导的硝化应激抗性是决定硝酸盐还原生物膜内适应性的主要因素，并揭示了RNS是塑造共生性硝酸盐还原菌与牙周致病菌之间相互作用的关键生态力量。这些结果为将膳食硝酸盐代谢与口腔微生物组稳态联系起来提供了机制性框架。
膳食硝酸盐（NO3-）补充正逐渐成为一种有前景的策略，可通过微生物生成活性氮物种（RNS），包括亚硝酸盐（NO2-）和一氧化氮（NO），来抑制口腔机会致病菌。然而，使牙周病原体能够在多菌种群落中耐受硝酸盐来源的亚硝化胁迫并存活的机制，仍然知之甚少。此前，我们鉴定出杂合簇蛋白（Hcp）是牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）中主要的亚硝化胁迫防御因子，表现为在亚硝酸盐暴露后hcp表达诱导约170倍，并且其对于该菌在生理相关浓度亚硝酸盐条件下的存活是必需的。本文中，我们研究了Hcp在促进P. gingivalis于硝酸盐还原生物膜中持续存活方面的作用。利用人源离体牙菌斑生物膜，我们发现Hcp对于P. gingivalis在基础条件和硝酸盐补充条件下的存活均是必需的。在一个界定的九菌种生物膜模型中，硝酸盐还原抑制了野生型P. gingivalis，而hcp缺失株（Δhcp）则发生了种群的完全清除。宏转录组学分析显示，硝酸盐诱导的hcp表达并不限于P. gingivalis，而是口腔厌氧菌共享的协调性亚硝化胁迫应答的一部分，其中包括中间普雷沃菌（Prevotella intermedia）、核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）和非典型韦荣球菌（Veillonella atypica）。此外，硝酸盐还原破坏了先前Veillonella属与P. gingivalis之间的协同相互作用，将一种支持性关系转变为一种限制病原体存活的抑制性微环境。总体而言，这些发现表明，Hcp介导的亚硝化胁迫抗性是决定硝酸盐还原生物膜内适应性的主要因素，并揭示了RNS是塑造共生性硝酸盐还原菌与牙周病原体之间相互作用的关键生态力量。这些结果为连接膳食硝酸盐代谢与口腔微生物群稳态提供了机制性框架。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.06.743060v1?rss=1
🏷️ 口腔生物膜 硝酸盐还原 牙龈卟啉单胞菌 硝化应激 Hcp蛋白 宏转录组学