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흡연은 구강 미생물 생태계에 영향을 미치고, 특히 Fusobacterium nucleatum은 비흡연자보다 흡연자의 치은 연하에 더 풍부하다고 보고되었다. 그러나 F. nucleatum에 미치는 흡연의 영향은 잘 연구되지 않았다. 본 연구는 시험관 내 표현형 및 전장 전사체 분석을 통해 F. nucleatum subsp. nucleatum에 대한 담배 연기 응축물(CSC)의 영향을 평가하였다. 개비 당 8 mg의 타르와 0.7 mg의 니코틴을 함유한 40개비의 담배에서 파생된 연기를 400 ml 액체 배지에 유입시켜 CSC를 제조하고 멸균용 필터로 여과하였다. CSC (6.25~25%)가 포함된 액체배지에서 F. nucleatum ATCC 25586을 24시간 동안 배양하고 CSC 비노출군과 비교한 결과, 총 성장은 감소한 반면 총 성장대비 생물막 형성비율과 자가 응집 활성은 증가하였으며, erythromycin에 대한 저항성도 증가하였다. F. nucleatum의 전장 전사체 분석에서 CSC에 의해 2배 이상 차등 발현된 유전자는 총 163개였다. 이 중 대부분은 아미노산과 무기이온의 수송 및 대사, 그리고 에너지 생산 및 변환과 기능적으로 관련 있었다. Macrolide 유출 단백질을 암호화하는 유전자의 상향 조절도 확인되었다. 특히, iron/hemin 획득과 글루타메이트 및 트립토판의 이용과 관련된 유전자들의 발현이 상향 조절된 것은 생물막 상태로의 전환에 직접 영향을 주었을 것으로 추정된다. 반면, 티로신 및 세린 이용 관련 유전자들의 발현은 하향 조절되었다. 종합하면, CSC에 노출된 F. nucleatum에서는 세포 분열 감소 및 생물막 상태로의 전환이 촉진되고 일부 항생제에 대한 저항성이 증가하며, 이러한 표현형적 변화는 iron/hemin 이용과 아미노산 선호도 및 대사와 관련된 유전자의 발현 변화와 관련 있는 것으로 보인다. 본 연구 결과는 흡연자의 구강 미생물 생태계에서 F. nucleatum의 역할에 대한 새로운 실마리를 제공한다.
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References
참고문헌 (82)
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Antunes MB, Chi JJ, Liu Z, Goldstein-Daruech N, Palmer JN, Zhu J, and Cohen NA. 2012. Molecular basis of tobacco-induced bacterial biofilms: an in vitro study. Otolaryngol. Head Neck Surg. 147, 876–884.
Anyanful A, Dolan-Livengood JM, Lewis T, Sheth S, Dezalia MN, Sherman MA, Kalman LV, Benian GM, and Kalman D. 2005. Paralysis and killing of Caenorhabditis elegans by enteropathogenic Escherichia coli requires the bacterial tryptophanase gene. Mol. Microbiol. 57, 988–1007.
Apatzidou DA, Riggio MP, and Kinane DF. 2005. Impact of smoking on the clinical, microbiological and immunological parameters of adult patients with periodontitis. J. Clin. Periodontol. 32, 973–983.
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