陽交大改造大腸桿菌 盼改善口腔牙周病問題

陽交大改造大腸桿菌 盼改善口腔牙周病問題 | 華視新聞

吳姿芳

【記者吳姿芳綜合報導】牙周病影響全球多達35億人口,嚴重的話可能導致慢性病與心血管疾病。對此,國立陽明交通大學交大校區NCTU_Formosa團隊設計出能預防牙周病與修復牙齦的大腸桿菌「DenTeeth」。此研發成果獲得2021年國際遺傳工程機器設計競賽(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)金牌。

「P.gingivalis」是導致牙周病的主要病原體,團隊為解決該來源,以大腸桿菌為主體,組合成三種不同功能的生物零件(Biobricks)(註一),依序為群體感應、抑制與修復功能。患者服用後,群體感應功能會先偵測環境中壞菌的數量,若壞菌數量過高,將產生特殊蛋白質,並啟動抑制功能。接著,於抑制功能階段加入可消滅「P.gingivalis」的抗微生物肽LL-37。最後,當細菌減少到一定數量時,該大腸桿菌會啟動修復功能,修復牙齒的脫鈣現象。

註一 : 生物零件(Biobricks)是一段有特定功能的DNA,能控制基因表現。
當抑制功能B運作時,會抑制修復序列C,避免細菌尚未完全消滅時便被修復蛋白裹住,使口腔問題更嚴重。 圖/研究團隊提供

DenTeeth目前以治療狗的口腔為主要研究方向,團隊成員陽交大生物科技學系學生吳紹崎說 :「人的口腔太複雜了,我們選擇先關注狗的口腔問題。」為了達到更好的療效,除抗微生物肽LL-37外,團隊也將人體口腔中的唾液安定化蛋白質(Statherin)加入此次發明中,此種蛋白質能形成牙齒的保護膜,防止鈣、磷離子與牙齒結合產生牙結石。

為讓狗順利接受DenTeeth治療,團隊使用3D列印製作潔牙骨的模具,再倒入團隊發明的大腸桿菌、洋菜與水,調和出適合狗咀嚼的硬度,製作出潔牙骨。另外,人工智慧與機器學習網路能為每隻狗客製化,計算出最合適的使用頻率,不僅能提醒飼主餵食時間,也避免潔牙骨過度浪費。

潔牙骨模具由3D列印建構而成,模擬與牙體結合的環境,能製作可食用的潔牙骨,供犬隻使用。 圖/研究團隊提供

團隊成員阮懿慈說 :「最終的目標是要解決人的口腔問題。」為了降低人食用的安全疑慮,未來團隊將會替換材料,使用益生菌做實驗。針對DenTeeth應用於人體的可行性,口腔贋復專科醫師王巍穆提出疑惑,他問道 :「如果人體受到刺激,能夠產生蛋白質的量有多少? 持續殺菌的時間又有多少?」他認為DenTeeth應用於人體,未必能跟應用於狗的口腔一樣,產生相同程度的功效。

團隊期望未來能將DenTeeth商品化,除了應用於潔牙骨,也能放入牙膏中,讓人方便使用,王巍穆說道:「如果能突破應用於人體上的問題,我覺得商機是無限的。」而阮懿慈也進一步解釋,團隊將會蒐集大量資料,根據不同物種訂定適合的策略,希望能使DenTeeth解決更多生物的口腔問題。




                            

新聞來源:政大-大學報



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