PNAS:口腔内的细菌和真菌也可以“跨界结合” 形成的超级有机物会导致更严重的蛀牙

来源：生物技术2022-10-28 16:53

这项研究揭示了人类唾液中细菌和真菌的跨界结合，其行为类似于超有机体，具有引发疾病的应急功能。他们中没有一个物种有这样的能力。

众所周知，微生物(细菌、真菌和病毒等。)是地球上最丰富、分布最广、进化时间最长的生命形式。像细菌一样，它们通常在各种表面定居，形成多细胞结构(生物膜)。同样，附着在宿主或生物体表面的真菌也会这样做。现在，科学家发现细菌和真菌可以跨界合作，在口腔中形成破坏力更强大的多细胞生物膜。

最近，在《美国国家科学院院刊（PNAS）》发表的一项新研究中，来自宾夕法尼亚大学口腔医学院的研究团队首次发现，细菌和真菌的跨界组合表现出特殊的应急功能，包括增强的表面定殖能力和生长速度，对抗菌剂的更强抗性，以及抗剪切能力。不仅如此，跨界结合还能以更快的速度传播，导致更严重的口腔疾病。

龋齿(蛀牙)是人类最常见的口腔疾病之一。主要是由于饮食中的糖分滞留在口腔中，滋养了细菌和真菌，产生酸性牙菌斑，进而损伤牙釉质。真菌性白色念珠菌和细菌性变异链球菌是导致蛀牙的主要致病菌。蛀牙在儿童中很常见。

这项研究始于严重蛀牙儿童口腔中的意外发现。

当研究人员在显微镜下观察蛀牙儿童的唾液样本时，他们发现细菌和真菌结合在一起，不仅形成了一种超级有机体，还形成了一种以前从未观察到的行为：像走路和跳跃一样移动。特殊的应急功能为这种跨界组合带来了他们单独无法实现的新技能。研究人员表示，这几乎是一种拥有新功能的超级生物。

随后，为了更详细地研究变形链球菌和白色念珠菌的结合，他们开发了一种实验模型，利用这两种微生物在37的人类唾液中培养，然后用羟基磷灰石模拟牙齿表面，重建细菌和真菌的跨界结合。

研究人员发现，漂浮的白色念珠菌和变形链球菌可以结合在一起，形成类似于儿童唾液中天然存在的结构，即真菌及其菌丝和细菌集群与葡聚糖(一种与蛀牙有关的胞外多糖)交织在一起。所有这些都缠绕在细胞外聚合物中。

当这些跨界组合被定植在牙齿表面时，研究人员测试了它们的特性，发现了它们令人惊讶的行为和意想不到的功能，包括增强的表面粘附力、机械性能和抗菌性，从而使它们更难杀死。重要的是，细菌和真菌的跨界组合具有不同寻常的流动性。它们在不断成长的同时，也表现出跳跃和行走的动作。

虽然一些细菌可以利用鞭毛和其他附属物推动自己移动，但变形链球菌本身在这项研究中并不移动。与任何已知微生物的运动不同，跨界结合是利用真菌菌丝锚定在牙齿表面，然后推动整个超有机体前进，从而将附着的细菌运过表面。就像细菌搭真菌的便车。