口腔生物学：2012级口腔生物学总论

1、口腔生物学总论,口腔生物学是连接基础医学和口腔医学的桥梁,口腔生物学,涵盖面广,美国牙学院(Dental School)口腔生物学课程包括 口腔矿化组织 口腔黏膜和牙周组织 口腔微生物系统 唾液和唾液腺 口-面生长发育 口腔运动和感觉系统 口腔诊断方法 （国内目前主要涉及前三个方面）,在国外,口腔生物学是很重要的口腔基础学科 有非常成熟的教学体系，内容丰富，涉及面广,重点在于培养学生的科研思维 为临床口腔学习奠定基础,口腔生物学与口腔疾病相关的研究方向,龋病,菌斑生物膜的组成及结构 致龋菌的分离、鉴定,口腔微生物学,菌斑物质代谢及矿物质转化,口腔生物化学,变形链球菌致龋毒力因子 基因及蛋白表达

2、,口腔分子生物学,防龋疫苗的相关研究,口腔免疫学,口腔生物学相关的杂志,Archives of Oral Biology Oral Microbiology and Immunology Oral Disease Journal of Dental Research Caries Research,给大家的几点建议：,广泛阅读文献 （Pubmed, CNKI) 了解自己感兴趣领域的研究动态 提高专业英语水平 增加阅读量,口腔微生物学,Microbiology Micro (mkros): very small bio (bios): life logy (logia): the study o

3、f Microbiology is the study of very small living things normally too small to be seen with the naked eye. 微生物学是研究肉眼看不到的微小生物体的学科。,微生物学(Microbiology),Anton van Leeuwenhook,Bacteriology: The study of bacteria (细菌) Mycology: The study of fungi (真菌) Protozoology: The study of protozoa (原生菌) Phycology (or

4、 algology): The study of algae (藻类) Parasitology: The study of parasites (寄生物) Virology: The study of viruses (病毒),微生物学(Microbiology),细菌的命名与分类,温度因素: 嗜冷微生物(psychrophilic microorganism) 低于20以下的环境中生活 嗜热微生物(thermophilic microorganism) 高于4050温度下生长 嗜温微生物(mesophilic microorganism) 最适温度在2537 ,细菌的命名与分类,氧张力 :

5、 绝对需氧菌(obligate aerobes) 绝对厌氧菌(obligate anaerobes) 兼性厌氧菌(facultative anaerobes) 耐氧厌氧菌(aerotolerant anaerobes) 微嗜氧菌(microaerophiles),细菌的命名与分类,革兰氏染色反应 革兰氏阳性菌(Gram positive) 革兰氏阴性菌(Gram negative),细菌的命名与分类,口腔生态系 (Oral ecosystem) 牙菌斑生物膜 (Dental plaque, Dental biofilm),要点,口腔生态系,一、生态系与生态学,生态系 (ecosystem) 生

6、物之间、生物与其环境之间的相互关系 生态学(ecology) 研究生物与其环境的相互依赖和相互制约的科学,生态连续(ecological succession) 生物体(或细菌)栖息在一个变化的环境中的过程,生态系统是指在一个特定环境内，其间的所有生物和此一环境的统称。此特定环境里的非生物因子（例如空气、水及土壤等）与其间的生物之间具交互作用，不断地进行物质和能量的交换，并借由物质流和能量流的连接，而形成一个整体，即称此为生态系统或生态系。,生态系统,Biology Concepts & Connections Sixth Edition Campbell, Neil A. (2009),自然

7、生态系统 如：生物圈、海洋、陆地、森林、草原、湖泊、池塘,正常菌丛(normal flora)，或固有菌丛 寄生在健康人体各特殊部位或表面的生物群。 正常菌丛中的成员被称为常居菌或固有菌。,口腔生态系,口腔内有多少种细菌？,菌斑内有多种微生物（细菌，真菌，病毒以及原生菌） 2005年：700多菌种 2010年：一万多种细菌,菌斑生态多样性(Oral microbial diversity),颊上皮生态系 舌背部生态系 龈上牙菌斑生态系 龈下牙菌斑生态系,口腔主要生态系：,三、口腔生态系的影响因素,物理化学因素 宿主固有因素 细菌因素 宿主可控制的因素,物理化学因素,温度 氧张力 pH 营养物质

8、的利用,温度因素: 嗜冷微生物(psychrophilic microorganism) 嗜热微生物(thermophilic microorganism) 嗜温微生物(mesophilic microorganism),口腔里绝大部分微生物培养温度为37,影响口腔内pH的因素： 外源性物质 细菌发酵 牙菌斑和唾液的缓冲能力,培养基起始pH为7.2-7.4 乳杆菌专用培养基pH值为4.0,营养物质的利用: 口腔中细菌对营养物质的利用与其所寄居 部位密切相关,宿主固有因素,抗体 唾液蛋白质,细菌因素,细菌的黏附 细菌间作用,细菌的黏附 : 钙桥学说 脂磷壁酸-葡聚糖-葡糖基转移酶复合体学说 识别

9、系统学说,细菌间作用 : 细菌相互间的吸附 (聚集与共聚集) 细菌间的拮抗,宿主可控制的因素,饮食习惯 口腔卫生,第二节 牙菌斑与生物膜,悬浮生长方式 实验室内细菌的生长方式 用于细菌物理性能和抗药性的检测 生物膜生长方式 自然界细菌的生长方式 适于所有细菌和真菌,细菌的生长方式,口腔生物膜 (oral biofilm),牙菌斑生物膜的定义,牙菌斑 在牙或修复体上软而未钙化的细菌沉积物,Biofilms Biofilms are defined as matrix-enclosed bacterial populations adherent to each other and/or to s

10、urfaces or interfaces.,Costerton JW et al. Microbial Biofilms Annual Review of Microbiology (2005),牙菌斑生物膜的形成,生物膜形成的5个阶段,形成获得性膜 细菌分子对宿主表面的吸附 同种细菌间的聚集和异种细菌间的共聚集 各菌属、种的增殖 细菌从生物膜脱附着,牙菌斑生物膜的形成,生物膜形成的5个阶段,形成获得性膜 细菌分子对宿主表面的吸附 同种细菌间的聚集和异种细菌间的共聚集 各菌属、种的增殖 细菌从生物膜脱附着,获得性唾液膜 acquired enamel pellicle 覆盖于牙釉质表面 在几

11、秒钟内开始形成，1.52 小时内达到稳定 厚度：舌侧，2080 nm；颊侧， 200700 nm 富含唾液糖蛋白，磷酸蛋白，脂蛋白,牙菌斑生物膜的形成,牙菌斑生物膜的形成,生物膜形成的5个阶段,形成获得性膜 细菌分子对宿主表面的吸附 同种细菌间的聚集和异种细菌间的共聚集 各菌属、种的增殖 细菌从生物膜脱附着,形成机制,获得性唾液膜,可逆性结合 不可逆性结合 Adhesin, receptor 共聚集(coaggregation or coadhesion) Cell to cell recognition of genetically distinct partner cell types K

12、ey process in microbial succession and biofilm formation,牙菌斑生物膜的形成,生物膜形成的5个阶段,形成获得性膜 细菌分子对宿主表面的吸附 同种细菌间的聚集和异种细菌间的共聚集 各菌属、种的增殖 细菌从生物膜脱附着,形成机制,牙菌斑生物膜的形成,生物膜形成的5个阶段,形成获得性膜 细菌分子对宿主表面的吸附 同种细菌间的聚集和异种细菌间的共聚集 各菌属、种的增殖 细菌从生物膜脱附着,牙菌斑生物膜的形成是一个动态的过程,生物膜的异质性(heterogeneous) 生物膜不同部位的细菌展现不同的基因表达模式， 发挥不同的功能 细菌间物质和信息

13、交换 (cell-cell signaling) 更好地抵抗不良环境，例如，增强抗药性 (antimicrobial tolerance)。,生物膜的性质与作用,Stewart PS, 2003 Journal of Bacteriology,生物膜 抗药性,口腔正常菌丛,一、口腔正常菌丛,口腔正常菌丛的来源和成立 菌丛的类型,固有菌丛 增补菌丛 暂时菌丛,菌丛的类型,二、口腔正常菌丛成员,门 (Phyla): 放线菌门 (Actinobacteria) 拟杆菌门 (Bacteroidetes) 厚壁菌门 (Firmicutes) 梭杆菌门 (Fusobacteria) 变形菌门 (Prote

14、obacteria) 螺旋体门 (Spirochaetes) 柔膜菌门 (Tenericutes),放线菌门 (Actinobacteria),放线菌纲(Actinobacteria) 放线菌目(Actinomycetales) 放线菌科(Actinomycetaceae) 放线菌属(Actinomyces) 棒杆菌科(Corynebacteriaceae) 棒杆菌属(Corynebacterium) 微球菌科(Micrococcaceae) 罗氏菌属(Rothia) 丙酸杆菌科(Propionibacteriaceae) 丙酸杆菌属(Propionibacterium),放线菌(Actino

15、myces) 革兰染色镜下形态,棒杆菌(Corynebacterium) 革兰染色镜下形态,罗氏菌(Rothia) 革兰染色镜下形态,拟杆菌门(Bacteroidetes),拟杆菌纲(Bacteroidetes) 拟杆菌目(Bacteroidales) 拟杆菌科(Bacteroidaceae) 拟杆菌属(Bacteroides) 卟啉单胞菌科(Porphyromonadaceae) 卟啉单胞菌属(Porphyromonas) 普雷沃菌科(Prevotellaceae) 普雷沃菌属(Prevotella) 黄杆菌纲(Flavobacteria) 黄杆菌目(Flavobacteriales) 黄杆

16、菌科(Flavobacteriaceae) 二氧化碳噬纤维菌属(Capnocytophaga),卟啉单胞菌属(Porphyromonas),菌落形态,扫描电镜下菌体形态,革兰氏染色照片,二氧化碳噬纤维菌 (Capnocytophaga) 菌落形态与革兰染色镜下观,厚壁菌门(Firmicutes),芽孢杆菌纲(Bacilli) 梭菌纲(Clostridia),厚壁菌门(Firmicutes),芽孢杆菌纲(Bacilli) 芽孢杆菌目(Bacillales) 葡萄球菌科(Staphylococcaceae) 葡萄球菌属(Staphylococcus) 乳杆菌目(Lactobacillales) 肠

17、球菌科(Enterococcaceae) 肠球菌属(Enterococcus) 粪肠球菌 Enterococcus faecalis 乳杆菌科(Lactobacillaceae) 乳杆菌属(Lactobacillus) 链球菌科(Streptococcaceae) 链球菌属(Streptococcus),粪肠球菌 (Enterococcus faecalis) 菌落形态(A)以及革兰染色镜下观(B),乳杆菌(Lactobacillus) 菌落形态以及 革兰染色镜下观,链球菌(Streptococcus) 菌落形态以及 革兰染色镜下观,厚壁菌门(Firmicutes),梭菌纲(Clostridi

18、a) 梭菌目(Clostridiales) 梭菌科(Clostridiaceae) 梭状芽孢杆菌属(Clostridium) 真杆菌科(Eubacteriaceae) 真杆菌属(Eubacterium) 消化链球菌科(Peptostreptococcaceae) 消化链球菌属(Peptostreptococcus) 韦荣菌科(Veillonellaceae) 新月形单胞菌属(Selenomonas) 韦荣菌属(Veillonella),韦荣菌(Veillonella) 菌落形态以及革兰染色镜下观,梭杆菌门(Fusobacteria),梭杆菌纲(Fusobacteria) 梭杆菌目(Fusoba

19、cteriales) 梭杆菌科(Fusobacteriaceae) 梭杆菌属(Fusobacterium) 纤毛菌属(Leptotrichia),梭杆菌 (Fusobacterium),革兰染色镜下观,扫描电镜观察,菌落形态,变形菌门(Proteobacteria),-变形菌纲 (Alphaproteobacteria) -变形菌纲 (Betaproteobacteria) -变形菌纲 (Deltaproteobacteria) -变形菌纲 (Epsilonproteobacteria) -变形菌纲 (Gammaproteobacteria),变形菌门(Proteobacteria),-变形菌

20、纲(Betaproteobacteria) 奈瑟菌目(Neisseriales) 奈瑟菌科(Neisseriaceae) 奈瑟菌属(Neisseria),奈瑟菌属(Neisseria) 菌落形态与镜下观,变形菌门(Proteobacteria),-变形菌纲 (Epsilonproteobacteria) 弯曲菌目 (Campylobacterales) 弯曲菌科 (Campylobacteraceae) 弯曲菌属 (Campylobacter) 螺杆菌科 (Helicobacteraceae) 沃廉菌属 (Wolinella),变形菌门(Proteobacteria),-变形菌纲(Gammap

21、roteobacteria) 肠杆菌目(Enterobacteriales) 肠杆菌科(Enterobacteriaceae) 埃希氏菌属(Escherichia) (包含大肠杆菌Escherichia coli ) 巴斯德氏菌目(Pasteurellales) 巴斯德氏菌科(Pasteurellaceae) 放线杆菌属(Actinobacillus) 聚集杆菌属(Aggregatibacter) 嗜血菌属(Haemophilus) 假单胞菌目(Pseudomonadales) 莫拉菌科(Moraxellaceae) 莫拉菌属(Moraxella) 假单胞菌科(Pseudomonadaceae

22、) 假单胞菌属(Pseudomonas) (包含铜绿假单胞菌 Pseudomonas aeruginosa),伴放线聚集杆菌 Aggregatibacter actinomycetemcomitans 菌体形态,三、其他微生物群,螺旋体 支原体 病毒 真菌,螺旋体门(Spirochaetes),螺旋体纲(Spirochaetes) 螺旋体目(Spirochaetales) 螺旋体科(Spirochaetaceae) 密螺旋体属(Treponema),密螺旋体(Treponema) 菌体形态,柔膜菌门(Tenericutes),柔膜菌纲(Mollicutes) 支原体目(Mycoplasmatales) 支原体科(Mycoplasmataceae) 支原体属(Mycoplasma),口腔生物膜疾病与微生物的关系,菌斑与疾病：科赫原则,结核杆菌的发现者 1905年获得诺贝尔医学和生理学奖 提出“科赫原则”,