文献信息
吉林大学口腔医院正畸科、吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心，吉林大学生命科学学院等团队的研究成果“Gut commensal Odoribacter splanchnicus attenuates hyperlipidemic periodontitis via gut oral metabolic transmission of β-GPA”（肠道共生内脏臭气杆菌（Odoribacter splanchnicus）通过肠-口代谢通路转运 β-GPA 缓解高脂血症性牙周炎）在学术期刊《npj Biofilms and Microbiomes》（IF：11.4）上发表。平生公司的离活一体CT（NEMO）在论文中提供了重要的小鼠牙槽骨图像和定量分析结果。
文献摘要
高脂血症牙周炎（HPD）是一类高发共病，可同时诱发全身代谢紊乱与局部炎症，但介导肠-口交互作用的微生物机制尚不明确。本研究发现，无论是临床患者还是模型小鼠，高脂血症牙周炎诱发的肠道菌群紊乱均伴随内脏臭气杆菌丰度显著降低。粪菌移植实验证实，在牙周局部存在炎症的条件下，该肠道菌群失调会进一步加重牙周组织破坏。机制研究显示，灌胃活的内脏臭气杆菌可重塑肠道微生态、提升代谢物β-胍丙酸（β-GPA）的水平，进而改善高脂血症性牙周炎；单独补充β-GPA可重现上述保护效应。进一步研究证实，β-GPA 作为全身性效应分子介导肠道与牙周组织间的信号沟通，其保护作用与抑制促炎Toll样受体4（TLR4）信号级联通路密切相关。综上，本研究阐明了内脏臭气杆菌、β-GPA 与 TLR4 信号调控之间的关联，为复杂代谢-炎症共病提供了基于肠道微生物的潜在治疗思路。
实验方法
高脂血症牙周炎（HPD）模型构建
将小鼠随机分为 4 组，每组 6 只：正常对照组（NC）、单纯牙周炎组（PD）、单纯高脂血症组（HLP）、高脂血症合并牙周炎组（HPD）。HLP 组与 HPD 组饲喂高脂饲料，持续 20 周以诱导高脂血症；NC 组与 PD 组饲喂标准普通饲料。饲养第 19 周时，采用丝线结扎法为 PD、HPD 小鼠构建牙周炎模型：异氟烷麻醉下，取 5-0 无菌丝线结扎小鼠左侧上颌第二磨牙牙颈部；结扎 1 周后对小鼠实施安乐死并取材检测。
Micro-CT分析
▪ 活体体成分显微 CT 检测
进行活鼠体成分分析时，采用氧气混合异氟烷麻醉：诱导麻醉浓度 5%，维持麻醉浓度 1.5%；小鼠俯卧固定于扫描载物台。采用NEMO 型显微 CT 仪（平生医疗科技有限公司）完成躯干整体扫描（扫描范围剔除头部与尾部）。扫描参数：管电压 65 kV、管电流 190 μA，各向同性体素尺寸 80 μm。扫描完成后，使用设备配套专用重建软件 Recon 将二维投影图像重建为三维断层图像。通过设定专属灰度阈值对脂肪组织进行分割识别，基于分割后的三维模型计算总脂肪体积与全身组织体积，并计算每只小鼠的脂肪体积占组织总体积比值。
▪ 离体上颌骨骨微结构显微 CT 检测
小鼠处死后分离上颌骨，置于 4% 多聚甲醛固定，采用 NEMO 显微 CT 扫描（（平生医疗科技有限公司），参数设置：50 kV、500 μA，各向同性体素 9 μm。通过 Recon 软件完成三维重建后，测量釉牙骨质界-牙槽骨嵴顶距离（CEJ-ABC）定量牙槽骨吸收程度。选取上颌第二磨牙根分叉区域作为标准化感兴趣区（ROI）进行骨微结构分析，在该区域内计算骨密度（BMD）、骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁数量（Tb.N）、骨小梁分离度（Tb.Sp）等核心骨参数。
实验结果
显微 CT 结果显示，相较于单纯牙周炎（PD）小鼠，高脂血症合并牙周炎（HPD）小鼠的牙槽骨吸收程度更为严重；而单纯高脂血症（HLP）小鼠与正常对照（NC）小鼠无明显骨吸收差异（图 2A）。该结果与领域共识一致：牙周炎的发生需要局部机械刺激或细菌作为诱发因素，单纯高脂血症无法诱发重度牙槽骨吸收，但在局部炎症形成后会显著加剧骨破坏。与 PD 组相比，HPD 组小鼠釉牙骨质界至牙槽嵴顶距离（CEJ-ABC）显著增大；骨密度（BMD）、骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁数量（Tb.N）均明显下降，骨小梁分离度（Tb.Sp）显著升高（图 1B）。苏木素 - 伊红（H&E）组织病理染色结果进一步佐证了上述显微 CT 观测结论（图 1A）。
图 2 高脂血症性牙周炎（HPD）小鼠表现为牙槽骨吸收加重，且肠道内脏臭气杆菌丰度显著降低。（A）牙槽骨显微 CT 三维重建图、二维矢状位图像及牙周组织苏木素 - 伊红（H&E）染色图；比例尺 = 1 mm。（B）上颌第二磨牙区域牙槽骨吸收量与骨微结构参数定量统计结果。
为明确高脂血症相关肠道菌群失调仅是高脂血症性牙周炎（HPD）的伴随产物，还是会主动加重牙周组织破坏的致病因素，本研究构建粪菌移植（FMT）模型，探究肠道菌群在 HPD 发生发展中的功能作用（附图 S5A）。相较于移植单纯牙周炎（PD）小鼠粪便菌群的 PD-FMT 组，移植 HPD 小鼠粪便菌群的 HPD-FMT 组小鼠牙周组织破坏程度更重。HPD-FMT 组小鼠釉牙骨质界 - 牙槽嵴顶间距（CEJ-ABC）、骨小梁分离度（Tb.Sp）显著升高，骨密度（BMD）、骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁数量（Tb.N）均明显降低（图 2A-B）。
图 3 高脂血症诱发的肠道菌群失调会加重高脂血症性牙周炎的牙周组织破坏(A) 牙槽骨显微 CT 三维重建图、二维矢状切面图及苏木素 - 伊红（H&E）染色切片；比例尺 1 mm。(B) 牙槽骨吸收量与骨微结构相关指标定量统计结果。
为探究内脏臭气杆菌（O. splanchnicus）的干预治疗潜力，本研究构建了菌株干预动物模型（附图 S7A）。与高脂血症性牙周炎（HPD）模型小鼠相比，灌胃活内脏臭气杆菌的 OS 组小鼠釉牙骨质界 - 牙槽嵴顶距离显著缩短，骨微结构各项指标明显改善，牙周组织炎症浸润程度减轻（图3A-B）。
图 4 活内脏臭气杆菌通过重塑肠道代谢、上调 β-GPA 水平发挥高脂血症性牙周炎保护作用(A) 上颌骨显微 CT 三维重建典型图、二维矢状位图像及牙周组织 H&E 染色切片，比例尺 = 1 mm。(B) 牙槽骨吸收量与骨微结构指标定量分析结果。
为直接验证 β-GPA 的干预治疗作用，本研究对高脂血症性牙周炎（HPD）模型小鼠进行 β-GPA 给药处理。结果显示，β-GPA 可显著缓解小鼠牙槽骨吸收、改善骨微结构并抑制牙周局部炎症（图 5A-B）。
图 5 补充 β-GPA 可改善高脂血症性牙周炎（HPD）相关病变表型(A) 上颌骨显微 CT 三维重建典型图、二维矢状切面图以及牙周组织苏木素 - 伊红（H&E）染色图，比例尺 = 1 mm。(B) 牙槽骨吸收程度与骨微结构相关指标定量统计结果。
实验结论
综上，本研究证实肠道共生内脏臭气杆菌可通过重塑肠道菌群组成、上调关键功能代谢物 β-GPA，进而缓解高脂血症性牙周炎（HPD）。该代谢物能够减轻炎症性骨吸收，且与牙周组织 Toll 样受体 4（TLR）信号通路下调密切相关。在肠 - 口交互作用的研究体系中，既往研究多聚焦于口腔局部上皮屏障修复，本研究提供了全新的调控视角。解析这类多样的微生物 - 宿主互作机制，可为开发多菌株复合益生菌治疗方案奠定理论基础。总体而言，该研究结果凸显了基于微生物组的干预手段在高脂血症性牙周炎这类复杂代谢共病中的应用潜力。
使用设备
Micro CT (型号：NEMO) (平生医疗科技)
影像软件：Avatar（平生医疗科技）
苏公网安备32058302003603
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