口服冻干玉米乳杆菌N165通过调节口腔-肠道菌群轴缓解牙周炎的作用机制研究

《Food Science & Nutrition》：Oral Administration of Freeze-Dried Lactobacillus zeae Alleviates Periodontitis by Affecting the Oral and Intestinal Flora

本研究首次系统评估冻干玉米乳杆菌（Lactobacillus zeae）N165对牙周炎的干预效果，通过体外抑菌实验（牛津杯法）和体内动物模型（Micro-CT、ELISA、16S rRNA测序）证实其能显著抑制具核梭杆菌（F. nucleatum）和牙龈卟啉单胞菌（P. gingivalis），降低牙槽骨吸收（ABL）和炎症因子（TNF-α、IL-6），并通过KEGG通路分析揭示其可能通过调节脂多糖（LPS）水平、生物素代谢等四条通路发挥作用，为口腔益生菌制剂开发提供新策略。

　　

1 引言

牙周炎作为宠物和人类的高发疾病（宠物猫犬发病率达70%-80%），其发病与口腔菌群失衡密切相关。研究通过筛选具有口腔益生潜力的菌株，评估冻干细胞对牙周炎的干预效果，以解决抗生素滥用导致的耐药性问题。口腔作为复杂微生态系统，栖息超过700种细菌，其中具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌是牙周炎关键致病菌。益生菌疗法通过共聚集、竞争性抑制等机制调节菌群平衡，但冻干菌制剂的效果尚不明确。

2 材料与方法

2.1 菌株筛选实验

采用牛津杯法测定5株乳杆菌（包括玉米乳杆菌N165）对致病菌的抑菌圈直径，并通过自聚集率和共聚集率（公式：自聚集率=(A₀-A_t)/A₀×100）评估菌株黏附能力。结果显示N165对具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌的抑菌圈直径分别为18.41±1.60 mm和12.58±2.93 mm，24小时共聚集率高达96.78%和88.94%。

2.2 动物实验设计

48只SPF级Wistar大鼠分为空白对照组（CK）、牙周炎模型组（M_PD）及三个干预组（L_77、L_N165、L_K12），通过丝线结扎联合致病菌感染构建牙周炎模型，干预组每日灌胃600 μL/kg冻干菌悬液（10⁹CFU/mL）。

3 结果

3.1 牙周组织病理改善

Micro-CT显示N165组牙槽骨吸收量较模型组降低49.25%（p<0.05），且牙槽骨表面更光滑（图3A-B）。ELISA检测发现N165显著降低牙龈组织TNF-α和IL-6水平（图3C-D），表明其有效缓解炎症反应。

3.2 口腔与肠道菌群调节

16S rRNA测序分析显示，N165能逆转牙周炎导致的菌群失衡：在门水平上恢复变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）比例（图4A）；在属水平上上调健康标志菌罗思菌属（Rothia）和未分类巴斯德菌科（图4B）。PCoA分析表明N165组口腔菌群结构与健康组高度相似（图4D）。肠道菌群中，N165显著富益布劳特氏菌（Blautia）和丁酸球菌（Butyricicoccus）等有益菌（图7C-D）。

3.3 作用通路预测

KEGG分析提示N165可能通过四条通路缓解牙周炎：①降低谷氨酰胺降解抑制铁死亡；②调节脂多糖（LPS）水平减少革兰阴性菌毒力；③通过聚酮糖单元生物合成途径产生大环内酯类抗生素；④生物素代谢调节菌群平衡（图6）。

4 讨论

本研究首次证实冻干玉米乳杆菌N165通过口腔-肠道菌群轴多靶点干预牙周炎。其高共聚集能力可直接阻断致病菌定植，而菌群结构调控与代谢通路调节共同作用，为益生菌制剂临床转化提供理论依据。相较于商业菌株K12，N165在牙槽骨保护及炎症因子抑制方面表现更优。

5 结论

玉米乳杆菌N165冻干制剂能有效缓解牙周炎病理进展，其作用与口腔-肠道菌群调节及多通路干预密切相关，具备口腔益生菌开发潜力。