《International Journal of Oral Science》：Periodontitis-associated salivary microbiota exacerbates systemic osteoclastogenesis via gut modulation and tryptophan metabolism suppression in ovariectomized mice
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本研究揭示了牙周炎与骨质疏松症关联的新机制：牙周炎患者的唾液菌群通过改变肠道菌群并抑制色氨酸代谢产物吲哚-3-乳酸（ILA）的产生，从而加剧去势（OVX）小鼠的全身性骨破坏。补充ILA能有效抑制破骨细胞生成，为通过口腔-肠道-骨轴干预牙周炎相关的系统性骨代谢异常提供了新的治疗策略。
骨质疏松症和牙周炎是两种常见的慢性疾病，影响着全球数亿人的健康。流行病学调查早已发现两者之间存在显著关联：牙周炎患者罹患骨质疏松的风险更高，而骨质疏松患者若伴有严重牙周炎，其骨密度水平也显著降低。尽管衰老、维生素D缺乏和吸烟等共同风险因素可以部分解释这种关联，但其背后精确的机制一直笼罩在迷雾之中，限制了有效干预策略的开发。近年来，肠道微生物群作为骨骼代谢的关键调节器崭露头角，而“口腔-肠道”轴的存在提示，口腔局部的病变可能通过影响远端的肠道环境，进而对全身健康产生深远影响。那么，牙周炎这一口腔内的“烽火”，是否真的能够“燎原”至全身骨骼？其背后的信使又是谁？这项发表在《International Journal of Oral Science》的研究为我们揭开了谜底。
为了回答上述问题，研究人员综合运用了临床队列分析、动物模型构建、微生物群落测序（16S rRNA sequencing）、代谢组学分析、粪便微生物移植（FMT）以及细胞分子生物学实验等多种关键技术方法。研究纳入了38名参与者（17名健康对照和21名牙周炎患者）的唾液样本进行微生物分析，并利用去势（OVX）小鼠模型模拟绝经后骨质疏松状态，通过口服灌胃给予人源唾液微生物群，观察其对全身骨骼的影响。
Periodontitis induces salivary microbiota alterations
研究人员首先比较了健康个体与牙周炎患者唾液微生物群的差异。结果显示，牙周炎患者唾液微生物群的α多样性显著高于健康对照组，群落结构也呈现明显区分。在门水平上，牙周炎组拟杆菌门（Bacteroidetes）、梭杆菌门（Fusobacteria）和螺旋体门（Spirochaetes）显著富集，而变形菌门（Proteobacteria）则减少。在属水平上，牙周炎组中以普雷沃菌属（Prevotella）为主导，而健康组中则以奈瑟菌属（Neisseria）为主。这些发现表明牙周炎导致了唾液微生物群的生态失调，以病原菌富集和共生微生物网络破坏为特征。
Salivary microbiota from periodontitis patients drives bone loss in OVX mice
为了探究牙周炎相关唾液微生物群对骨质疏松的影响，研究团队建立了OVX小鼠模型，并分别灌胃健康供体（OVXH组）或牙周炎患者（OVXP组）的唾液微生物群。微型电子计算机断层扫描（micro-CT）和骨组织形态计量学分析显示，与OVXH组相比，OVXP组小鼠的骨密度（BMD）、骨体积分数（BV/TV）、骨小梁数量（Tb.N）和骨小梁厚度（Tb.Th）均显著降低，而骨小梁模式因子（Tb.Pf）增加。组织学染色（H&E和TRAP）进一步证实OVXP组小鼠骨小梁稀疏、断裂，且破骨细胞数量显著增多。这表明牙周炎患者的唾液微生物群加剧了OVX小鼠的骨丢失和破骨细胞生成。
Gut dysbiosis driven by periodontitis exacerbates bone loss in OVX mice
研究进一步探索了肠道微生物群是否在其中扮演媒介角色。对小鼠肠道菌群的分析发现，虽然α多样性无显著差异，但OVXH组和OVXP组的肠道微生物群落结构（β多样性）存在明显分离。关键差异菌属包括在OVXH组中富集的罗斯氏菌属（Roseburia）、振荡杆菌属（Oscillibacter）等有益菌，以及在OVXP组中富集的毛螺菌科NK4A136群（Lachnospiraceae_NK4A136）和异杆菌属（Allobaculum）等。更重要的是，通过粪便微生物移植（FMT）实验，将OVXH或OVXP供体小鼠的肠道菌群移植给经抗生素预处理清除自身菌群的受体小鼠后，接受了OVXP菌群的受体小鼠（t-OVXP组）也出现了类似的严重骨破坏和破骨细胞增多的表型。这直接证明了牙周炎相关唾液微生物群是通过诱导肠道菌群失调来加剧骨丢失的。
Impairment of tryptophan metabolism by periodontitis-associated salivary microbiota in OVX mice
肠道菌群如何影响骨骼？代谢组学分析提供了线索。对盲肠内容物的非靶向代谢组学分析发现，OVXP组与OVXH组之间存在303种差异代谢物，京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析显著富集到了色氨酸代谢通路。进一步的靶向代谢组学分析证实，OVXP组以及接受了其菌群的t-OVXP组小鼠血清中，色氨酸及其多种代谢物水平显著降低，其中吲哚-3-乳酸（ILA）的下降尤为突出，且受试者工作特征曲线（ROC曲线）分析表明血清ILA水平对区分两组小鼠具有很高的敏感性和特异性（AUC > 0.9）。
Tryptophan metabolite ILA can decrease osteoclast differentiation in vitro
ILA是否直接作用于骨骼？细胞实验给出了肯定答案。研究人员从小鼠骨髓中分离出骨髓源性巨噬细胞（BMDMs），在核因子κB受体活化因子配体（RANKL）诱导其向破骨细胞分化的过程中，加入不同浓度的ILA。结果显示，ILA能以剂量依赖的方式有效抑制破骨细胞的形成（TRAP染色阳性细胞减少），并下调破骨细胞关键标志基因（Nfatc1、Calcitonin receptor、Mmp-9、Trap、Ctsk）和蛋白（MMP-9, TRAP）的表达，且在一定浓度范围内对细胞活力无负面影响，表明ILA具有良好的生物相容性和直接抑制破骨细胞分化的能力。
ILA supplementation mitigates bone destruction induced by periodontitis-associated salivary microbiota in OVX mice
最后，研究在动物体内验证了ILA的治疗潜力。在给OVX小鼠灌胃牙周炎唾液菌群的同时，补充ILA（OVXP-ILA组）。结果发现，ILA干预能够显著改善由牙周炎菌群引发的骨微结构恶化，使骨密度、骨体积分数和骨小梁数量得以恢复，骨小梁模式因子降低，破骨细胞数量减少约52%。重要的是，OVXP-ILA组的骨参数与OVXH组无显著差异，表明ILA补充完全逆转了牙周炎相关唾液微生物群对骨骼的有害影响。此外，ILA干预还调节了肠道菌群，增加了能够代谢色氨酸的菌属（如另枝菌属Alistipes和乳杆菌属Lactobacillus）的相对丰度。
本研究系统地阐明了牙周炎影响全身骨代谢的一条新通路：口腔-肠道-骨轴。牙周炎患者的唾液微生物群进入体内后，并非通过直接易位口腔病原菌，而是通过扰乱肠道菌群的生态平衡，进而抑制了色氨酸代谢通路，导致具有骨保护作用的代谢物ILA水平下降，最终加剧了破骨细胞介导的骨吸收。研究首次揭示并验证了ILA在抑制破骨细胞生成和缓解骨丢失中的直接作用。这一发现不仅深化了对牙周炎与骨质疏松症关联机制的理解，更重要的是，将ILA或靶向肠道菌群/色氨酸代谢的干预措施推向了舞台中央，为预防和治疗牙周炎相关的系统性骨代谢疾病提供了崭新的、有潜力的策略。未来的研究可进一步探索ILA发挥作用的精确分子机制（如是否通过芳香烃受体AhR信号通路），以及其在临床患者中的转化应用前景。
