牙周炎通过肠道屏障功能障碍和TLR4/NF-κB激活加重胰岛素抵抗

Periodontitis Exacerbates Insulin Resistance via Gut Barrier Dysfunction and TLR4/NF-κB Activation

作者信息Lanlan Jiang, Yuxiao Huang, Shimin Zhang, Xuelian Li, Feifei Mo, Chunyan Huang, Renchuan Tao

PMID42685619

期刊Int Dent J

发布时间2026-09

DOI10.1016/j.identj.2026.109818

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实验完整度

高

包含小鼠T2DM牙周炎模型、16S测序、电镜、RT-PCR、Western blot、流式及ELISA等多层级验证。

主要模型

C57BL/6小鼠T2DM牙周炎模型伴牙周炎的T2DM小鼠结肠组织小鼠牙周和粪便微生物群

重点核对

4组小鼠分组（HC、CP、DNP、DP），每组n=6 实验第12周末采集样本 T2DM成功标准为FBG ≥11.1 mmol/L 牙周炎通过口腔结扎诱导，并经micro-CT和H&E验证结肠屏障采用16S rRNA测序、电镜、RT-PCR、Western blot和流式细胞术检测

摘要

引言与目的：牙周炎与2型糖尿病（T2DM）相互关联，可能通过肠道屏障功能障碍相联系。然而，二者共病是否与屏障完整性恶化相关，以及这与胰岛素抵抗的关系尚不清楚。本研究在T2DM小鼠模型中检验了牙周炎、肠道屏障破坏、Toll样受体4（TLR4）/核因子κB（NF-κB）激活与代谢参数之间的关联。方法：将24只C57BL/6小鼠随机分为4组（n = 6）：健康对照、慢性牙周炎、不伴牙周炎的T2DM（DNP）和伴牙周炎的T2DM（DP）。通过测量空腹血糖以及口服葡萄糖耐量试验和胰岛素耐量试验的曲线下面积评估葡萄糖稳态。使用16S核糖体RNA测序、苏木精和伊红染色、透射电子显微镜、逆转录聚合酶链反应、Western blotting和流式细胞术评估结肠屏障的生物学、化学、物理和免疫特性。此外，通过酶联免疫吸附试验定量血清胰岛素和炎性细胞因子。结果：DP组牙周和粪便微生物群的组成与DNP组明显不同。在DP组中，透射电子显微镜显示结肠黏膜超微结构严重损伤；MUC2和紧密连接（包括occludin、claudin-1和ZO-1）的信使RNA和蛋白表达水平显著降低；调节性T细胞比例减少，而Th17细胞增加，导致调节性T细胞/Th17比值失衡。肠道组织和血清中的促炎细胞因子升高，而抗炎细胞因子降低。此外，在DP组中，观察到肠道组织中TLR4/NF-κB通路的激活。值得注意的是，DP组的空腹血糖、血清胰岛素以及口服葡萄糖耐量试验和胰岛素耐量试验的曲线下面积水平均高于DNP组。结论：牙周炎与T2DM小鼠的肠道屏障破坏、TLR4/NF-κB信号激活和代谢参数恶化相关。临床相关性：这些发现可能确立牙周炎作为肠道屏障功能障碍、全身炎症和胰岛素抵抗的强效驱动因素，强调其对代谢健康的深远影响。

建立T2DM伴牙周炎小鼠模型

构建并验证T2DM和实验性牙周炎共病模型。

8周龄野生型雄性C57BL/6小鼠随机分为HC、CP、DNP和DP四组，通过口腔结扎诱导牙周炎，以FBG ≥11.1 mmol/L作为T2DM成功标准，实验第12周末采集样本。

评估牙周炎建模与葡萄糖代谢

验证牙周炎模型是否成功并评估糖代谢和胰岛素抵抗变化。

采用micro-CT分析和H&E染色验证牙周炎模型，测量FBG、OGTT、ITT、空腹胰岛素、HOMA-IR和体重。

检测口腔和肠道微生物群变化

分析牙周炎和T2DM对口腔及粪便微生物组成的影响。

使用全长16S核糖体RNA基因扩增子测序检测口腔和肠道微生物群，并进行组间差异分析。

评估结肠化学、物理和免疫屏障

检测牙周炎是否加重T2DM小鼠结肠屏障损伤。

通过透射电子显微镜观察结肠黏膜超微结构，RT-PCR和Western blot检测MUC2及紧密连接蛋白occludin、claudin-1、ZO-1，免疫组化定位紧密连接蛋白，流式细胞术检测Th17和Treg细胞比例。

检测局部和全身炎症及内毒素

评估牙周炎对T2DM小鼠结肠和全身炎症的影响。

检测结肠组织TNF-α、IL-17、IL-1β、IL-6、IL-10 mRNA表达，测量结肠长度，并用ELISA检测血清内毒素、TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-10。

检测结肠TLR4/NF-κB信号通路

验证牙周炎是否与T2DM小鼠结肠TLR4/NF-κB通路激活相关。

通过RT-PCR检测TLR4和NF-κB mRNA水平，通过Western blot检测TLR4、pNF-κB、NF-κB、IKB和pIKB蛋白水平。

冗余分析关联微生物与代谢和炎症指标

分析微生物群与环境因素、代谢和炎症指标之间的相关性。

在种和属水平进行冗余分析，关联口腔和肠道微生物与HOMA-IR、FBG、IL-10、IL-6、TNF-α、IL-1β、内毒素、Th17细胞百分比、TLR4和NF-κB。

环节	核对要点
动物模型与分组	小鼠品系、周龄、性别、数量、分组方式、每组样本量、饲养条件、造模方式和终点时间阅读提示：见Materials and methods首段及实验设计描述
T2DM和牙周炎建模验证	T2DM成功标准FBG ≥11.1 mmol/L；牙周炎通过口腔结扎诱导，并经micro-CT和H&E验证阅读提示：见Materials and methods及Figure 1A-C图注
葡萄糖代谢评估	FBG、OGTT、ITT、空腹胰岛素、HOMA-IR和体重的检测时间点、操作流程及样本量阅读提示：见Materials and methods和Figure 1D-K图注
结肠屏障检测	16S rRNA测序、透射电镜、RT-PCR、Western blot、免疫组化和流式细胞术的具体样本来源、检测指标、重复数和统计方法阅读提示：见Materials and methods、Supplemental Materials及Figure 3-5图注
炎症与内毒素检测	血清和结肠组织中炎症因子及内毒素的检测方法、样本量、稀释比例和统计设计阅读提示：见Materials and methods和Figure 4图注

环节

核对要点

动物模型与分组

小鼠品系、周龄、性别、数量、分组方式、每组样本量、饲养条件、造模方式和终点时间

阅读提示：见Materials and methods首段及实验设计描述

T2DM和牙周炎建模验证

T2DM成功标准FBG ≥11.1 mmol/L；牙周炎通过口腔结扎诱导，并经micro-CT和H&E验证

阅读提示：见Materials and methods及Figure 1A-C图注

葡萄糖代谢评估

FBG、OGTT、ITT、空腹胰岛素、HOMA-IR和体重的检测时间点、操作流程及样本量

阅读提示：见Materials and methods和Figure 1D-K图注

结肠屏障检测

16S rRNA测序、透射电镜、RT-PCR、Western blot、免疫组化和流式细胞术的具体样本来源、检测指标、重复数和统计方法

阅读提示：见Materials and methods、Supplemental Materials及Figure 3-5图注

炎症与内毒素检测

血清和结肠组织中炎症因子及内毒素的检测方法、样本量、稀释比例和统计设计

阅读提示：见Materials and methods和Figure 4图注

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