人参皂苷Rh2抑制致龋菌生物膜的实验研究

来源:口腔医学研究2018年12月第34卷第12期 作者:曹茜茜 叶倩琳 周立波 樊明文 刘畅 

国内外众多口腔流行病学调查结果提示,龋病仍是危害口腔健康,影响人类生活质量的高发病率疾病。目前用于去除牙菌斑的方法包括机械和化学方法,其中使用含氟制剂已成为龋病预防最常用的化学方法之一,但过多或不恰当的使用可导致人体慢性氟中毒。另外,氯己定是一种有效的广谱抗生素,多年来一直被用于临床和家庭,但也存在不可避免的不良反应,如舌头或牙齿染色、黏膜脱落和味觉感知变化。同时,抗生素治疗往往会随着细菌耐药性的增加而降低疗效。近年的研究证明五倍子、黄芩、厚朴、大黄等中药能抑制龋病病原菌的生长及产酸。迄今为止,科学家已经筛选多种具有抗生物膜能力的天然植物提取物,然而超过300000种药物仍需要进行抗微生物潜力的检测。本研究拟通过实验从多种人参提取物中筛选出了可以明显抑制致龋菌生物膜形成的活性成分人参皂苷Rh2,针对Rh2突出的抗生物膜效果,将其应用在体外和体内多菌种致龋生物膜上,观察抑制效果。本研究为研发安全、有效的防龋药物提供了参考,对于全面提高人类口腔健康和全身健康水平有着重要的意义。

 人参皂苷是人参属植物人参、西洋参和三七等植物中的主要有效成分,现代药理学研究表明其具有极强的抗肿瘤作用,部分人参皂苷也被证实有一定的抗菌作用。本实验所用的人参皂苷Rh2为20S-GinsenosideRh2,纯度达99.345%。在过去的实验中,我们通过筛选发现了对变形链球菌生物膜有抑制作用的2-AI/T小分子化合物。 通过对比,本文发现Rh2对于变形链球菌生物膜的抑制作用较2-AI/T 更为明显。Rh2不仅对单菌种致龋生物膜有抑制作用,且对混合致龋菌生物膜呈现典型的剂量依赖型抑制效果。众所周知,生物膜是由微生物和胞外多糖等主要成分构成。Rh2处理后的生物膜内细菌和胞外基质的含量均有所下降,表明Rh2对生物膜的抑制作用是通过同时影响细菌和基质来实现的。这些发现与其他天然提取物的抗生物膜作用研究结果有相同之处。有研究发现,蔓越莓多酚可以减少细菌胞外多糖的产生,并进一步减少细菌生物膜的生成量,而对细菌的生长没有影响。但由于微生物本身能够产生细胞外聚合物质,控制生物膜的关键是降低微生物的活性和相关代谢反应从而减少胞外基质的产生。

 在体内动物实验中,对于龋坏程度的判断,本文首先采用了无需破坏牙齿整体结构的 Micro-CT扫描分析法来观察,发现Rh2组磨牙剩余牙齿体积明显大于空白对照组,说明Rh2有较强的抗龋能力。而磨牙窝沟处平均密度高于空白对照组,这一结果从另外一 个角度反映了Rh2能够阻止龋坏的进展。继而对大鼠上下颌骨进行染色,根据经典的大鼠龋病诊断及评分标准计分。龋坏的牙体组织因为脱矿作用使硬组织的微小孔隙增多而更容 易被显色剂染成红色。与空白组相比,观察到Rh2组的龋坏病损较小。本实验中龋齿诊断 评分和分析结果基本一致,都表明了Rh2可以有效减少大鼠牙齿的龋坏程度,控制龋齿的进展。近来,研究者发现了特异性针对变形链球菌生物膜的化合物,并指出仅用低浓度的该化合物就能分散50%的变形链球菌生物膜,而且这种化合物对血链球菌和戈登链球菌的生物膜没有影响。该研究也提示,在后续筛选不同结构的人参皂苷的过程中,需要关注能够靶向针对致龋菌生物膜的化合物,这些新型的特异性抗致龋菌生物膜化合物对于龋病的控制将更有针对性且可以有效减少口腔菌群失调的发生率。对于人参皂苷Rh2的临床实际应用的前景,结合了国内外最新的研究结果进行了分析。随着中药提取和纯化工艺和技术的发展,人参皂苷的不同成分均得到鉴定,纯化工艺已经相对成熟,它们的人体应用安全性也有较为全面的评估。若能在安全应用的前提下,保证其对致龋菌生物膜抑制或清除的效果,这将对人参皂苷抗龋产品的开发有着积极的指导和参考价值。 

综上,人参皂苷Rh2能够在体外实验中抑制致龋菌生物膜的形成,并在体内实验中,证 实了Rh2增加了大鼠磨牙的抗龋能力,它有望成为一种用于防治龋病的天然植物来源的药物。

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