충치 위험 평가를 개선하기위한 장치로서 어린 아이들의 타액 단백질 분석 (DecodECC)

프로젝트 요약

유아기 우식 (ECC)이라는 용어는 6 세 이하의 어린이의 하나 이상의 부패, 실종 (충치로 인해) 또는 채워진 1 차 치아의 존재를 설명합니다. ECC의 위험 인자는 빈번한 설탕 소비, 부적절한 구강 위생 및 소아의 치파 붕괴의 주요 병인 물질로 여겨지는 Mutans Streptococci 그룹과 같은 풍성 박테리아와의 식민지화가 빈번한 것으로 나타났습니다. Prevotella spp.와 같은 다른 박테리아. 곰팡이 칸디다 알비 칸뿐만 아니라 락토 바실러스 종은 ECC의 발달 및 진행과 관련이있는 것으로 나타났습니다. 인간 타액의 단백질은 다양한 선천적 방어 메커니즘에 의해 경구 미생물의 생존력에 영향을 줄 수 있으므로 경구 미생물의 조성에 영향을 미칩니다. 동시에 박테리아는 다양한 과정, 예를 들어 다당류의 생산을 향상시키기 위해 단백질을 생산하고있다. Proteomics라는 단어는 한 종의 모든 단백질의 탐색을 다루지 만 Metaproteomics는 숙주와의 상호 작용으로 미생물 군집의 단백질의 조사와 관련이 있습니다. 호스트 마이 크로오타 크로스 토크. 전반적으로, 미생물 또는 인간 기원의 어린이 타액의 단백질 조성은 ECC의 위험 평가뿐만 아니라 조기 진단을위한 바이오 마커 구현을 도울 수 있습니다.

이 연구는 스웨덴 공동체의 3 살짜리 어린이들의 코호트에서 고 처리량 단백질체를 사용하여 ECC에 대한 다양한 위험이있는 코호트에서 전체 타액 단백질 조성물을 탐구하는 것을 목표로합니다.

간단히 말해서, 50 명의 3 살짜리 어린이는 각각 Folktandvården Danderyd와 Folktandvården Järva의 두 공공 치과 의료 센터에서 모집됩니다. 이 프로젝트는 임상 부분 (1 단계)과 분석 실험실 부분 (2 단계)으로 구성됩니다. 1 단계는 ECC의 존재에 중점을 둔 환자의 모집, 타액 면봉 샘플의 수집 및 임상 검사를 수반합니다. 2 단계는 타액의 단백질 학적 특성화가 일어날 분자 분석 부분을 포함한다. 이 분자 분석 부분은 각 핵심 시설 (Scaleless)의 지원으로 Karolinska Institutet의 치과 의학부에서 수행 될 것입니다.

연구자들은 충치가없는 어린이들과 비교하여 ECC 영향을받는 어린이들에게 차등 숙주 프로테오믹스 및 메타 프테오믹 타액 프로파일이 있으며, 이들은 두 지역 사회 이위의 코호트 사이에 이미 확인 된 ECC의 위험과 관련이 있다고 가정합니다.

목적과 목표

이 프로젝트는 ECC의 미래 분자 진단 위험 및 건강 증진 요소를 식별하기 위해 문서화 된 다양한 충치 위험을 가진 지역 사회의 두 명의 3 살짜리 어린이 코호트에서 타액의 구성을 분석하기위한 단백질 기술을 활용하는 것을 목표로합니다.

주요 연구 질문

• 숙주의 프로테옴 및 메타 프로 테오 좀 프로파일 (단백질 발현 및 풍부함)이 연구에서 다른 코호트의 개인 간의 우식 유병률과 상관 관계를 보여줄 수 있습니까?

2 차 연구 질문

1. 우식 프로파일은 스톡홀름의 다른 사회 경제적으로 특성화 된 지역 사회의 모집 된 아동 코호트간에 어떻게 다른가?
2. 숙주의 프로테옴과 메타 프테온 프로파일은 충치에 영향을받지 않는 어린이들과 충치가없는 어린이들 사이에 어떻게 다릅니 까?

3. 숙주의 프로테옴 및 메타 프테온 프로파일은 다음과 어떻게 관련이 있습니까?

   • a) 인터뷰 설문지에서 다루는 위험 요소?
   • b) 충치 유병률의 임상 상태와 심각성?

연구자들은 ECC의 더 높은 유병률이 Folktandvården Danderyd와 비교하여 Folktandvården Järva에 등록 될 것이며 임상 및 사회 경제적 위험 상태에 따른 침체 조성물에 프로테옴 (숙주 및 미생물) 변이가있을 것이라고 가정합니다.

배경

유아기 우식 (ECC)은 미취학 아동의 주요 치열, 즉 6 세 미만의 어린이에서 발견 된 충치로 정의됩니다. 예방 치과에서 상당한 발전이 보이지만 ECC는 전 세계의 많은 어린이들에게 주요 건강 문제로 남아 있습니다. 제한된 대표 데이터에도 불구하고 여러 국가의 보고서에 따르면 2-3 세 아동의 ECC 유병률은 일반적으로 12% - 27%입니다. ECC는 소득이 낮은 사회적으로 불우한 소수 민족 그룹에서 더 널리 퍼져있는 것으로 나타났습니다. 스톡홀름의 치과 충치 위험이 높은 지역에서 수행 된 이전의 연구는 문화, 민족, 생활 양식,식이 패턴 및 구강 위생 관행과 같은 요인을 고려한 이민자 배경이 ECC 발달을위한 강력한 예측 자라는 것을 나타냅니다. 이것은 Danderyd 및 Järva 커뮤니티와 같은 스톡홀름 카운티의 사회 경제적으로 다른 지역 사회에서 풍성한 지위의 차이가 발견 될 수 있다는 가설로 이어진다.

또한, 타액은 구강 건강의 유지에 관여하는 중요한 생물학적 조절제로 논의되었습니다. 타액 샘플 수집의 단순성과 비 침습성을 기반으로, 최근이 복잡한 체액의 사용에 대한 진단 도구로서의 관심이 높아지고 있습니다.

몇몇 연구는 충치 빈도에 대한 바이오 마커로서 타액 단백질의 잠재적 사용을 탐구했으며, 총 농도와 타액 단백질의 성질과 치아 우식의 발생 사이의 상관 관계를 제안했다.

또한, Mutans Streptococci, Prevotella spp. 및 C. albicans와 같은 더 높은 수준의 미생물 사이에서 강한 상관 관계가 발견되었으며, 미취학 아동의 우식 유병률이 증가했습니다. Proteomics라는 용어는 단일 종의 모든 단백질에 대한 연구를 포함하는 반면, 질량 분석법 기반 Metaproteomics는 숙주와 상호 작용하기 위해 박테리아 커뮤니티의 단백질을 특성화하는 데 중점을 둡니다. 문헌에서, 제한된 수의 연구만이 바이오 필름에서 치아 충치의 메타 프테 솜을 다루었 다.

그러나, 이러한 발견은 일반적으로 청소년이나 성인에서 관찰되었으며, 어린이의 경구 미생물 군과 숙주 면역계 사이의 상호 작용에 대한 조사는 부족하다.

따라서,이 연구는 인간 및 박테리아 메타 프로테마 특성에 대한 지식을 확장하여 ECC를위한 잠재적 인 바이오 마커를 구현하고, 예방, 위험 평가 및 ECC의 치료를 지원하는 것을 목표로한다.

프로젝트 설명

이 학제 간 프로젝트는 스톡홀름의 Läns Landstinget (SLL)의 Folktandvården (Dr. 마리아 앤더슨)와 치과 의학과 (KI) (Dr. Franziska Hetrodt와 Georgios Belibasakis 교수). 또한이 프로젝트의 분석 부분은 KI 캠퍼스 Solna의 Proteomics Biomedicum 시설에 의해 지원됩니다. 이 프로젝트는 임상 (1 단계) 및 실험실 부품 (2 단계) 내에서 수행됩니다. 프로테오믹스 워크 플로는 확립 된 프로토콜에 따라 수행됩니다.

1 단계. 채용, 임상 검사 및 타액 샘플 수집 2 그룹 비교에 대한 양측 F 분산 테스트 (Folktandvården Danderyd vs Folktandvården Järva에서 검사 된 2 세의 어린이)에 대한 2- 꼬리 F 분산 테스트를 기반으로 한 전력 분석. 잠재적 인 탈락 또는 불완전한 데이터를 설명하기 위해 10% 초과의 초과로 두 연구 그룹에서 50 명의 참가자가 필요한 최소 표본 크기가 밝혀졌습니다.

ECC가 있거나없는 어린이는 Järva 및 Danderyd의 Folktandvården 클리닉에서 모집됩니다. 스웨덴에서 치과의 건강 관리는 어린이에게는 무료이며, 구강 건강 상태에 대한 첫 치과 검사는 3 세의 나이에 일상적으로 수행됩니다. 이러한 이유로, 스톡홀름의 Folktandvården 클리닉은 3 살짜리 유아의 구강 건강 상태를 평가하는 행사를 마련합니다. 이것은 같은 나이를 가진 많은 어린이들과 비슷한 환경 및 사회 경제적 요인을 모아서 수집하고 조사 할 수있는 독특한 기회입니다.

따라서 연구자들은 교정 날짜와 시간을 가진 자체 정의 인구로 구성된 두 개의 연구 코호트를 목표로하고 있습니다. 두 연구 코호트의 모집은 Maria Anderson 박사와 Franziska Hetrodt 박사가 모니터링 할 것입니다. 서면 사전 동의는 학습 참여를위한 전제 조건으로 얻습니다. 예를 들어 충치에 걸린 질병이있는 어린이 (예 : 천식, 등록됩니다. 성과 같은 인구 통계 정보는 각 연구 참가자에 대해 기록됩니다. 언어, 윤리적 배경, 부모의 교육 수준 등과 같은 사회 문화 요인뿐만 아니라 일반 질병, 식사 및 칫솔질 습관에 대한 정보는 설문지에 의해 기록됩니다.

모든 환자 (n = 100)는 샘플링 전 2 시간 동안 식사, 음주 및 모든 구강 위생 절차를 기권하도록 요청받습니다. 환자는 수돗물로 입을 헹구고 샘플 희석을 피하기 위해 5 분 동안 기다립니다. 타액 컬렉션은 면봉 기반 타액 수집 방법 [Salivabio Children 's Swab (항목 번호 5001.06)]에 의해 수행됩니다. 이를 위해면 스왑은 혀 아래로 부드럽게 움직인 다음 15ml 멸균 샘플 튜브에 넣고 -80 ° C 냉동고로 옮겨 질 때까지 즉시 냉장 보관합니다. 샘플 획득과 동결 사이의 시간은 샘플 손상을 피하기 위해 30 분을 초과해서는 안됩니다. 환자의 기록에 연결된 각 샘플에 고유 한 ID 코드가 제공됩니다. 분석 전에, 타액 샘플을 얼음 위에서 해동시키고, 원심 분리 (4000 rpm, 20 분, 4 ℃)하여 타액 상청액을 수득하고, 추가로 사용될 때까지 -80 ℃에서 다시 동결시켰다. 각 개별 아동의 임상 표준 검사는 교정 검사관 (치과 의사 또는 치과 구강 위생사)에 의해 타액 샘플을 취득한 후 수행됩니다. 교정은 연구 회원 모집 전에 임상 비디오 및 지침으로 수행됩니다. 충치 빈도는 부패한 누락 된 채워진 치아 (DMFT) 지수로 등록되고 ICDA는 병합됩니다. 치과 치료는 표시된대로 수행됩니다. 환자 저널 T4 (Carestream Dental)의 치과 평가 및 위험 분류뿐만 아니라 타액 컬렉션은 스톡홀름의 Folktandvården 직원이 수행합니다.

2 단계. 수집 된 타액 샘플의 프로테옴 프로파일 링이 프로젝트에서 수행 된 높은 처리량 프로테오믹스 분석에는 숙주 프로테오믹스 (인간 단백질) 및 메타 프테오 믹스 (다형성 커뮤니티 단백질)가 포함됩니다. 이러한 분석에는 Flemingsberg 캠퍼스의 Ana Futura Laboratories와 Campus Solna의 Proteomics Biomedicum 시설에서 제공되는 전문 지식과 시설의 조합이 필요합니다. 타액 샘플은 사전 처리 한 다음 라벨이없는 정량적 단백질 분석을 통해 처리됩니다. 샘플의 단백질 농도를 측정 한 다음 동일한 양 (일반적으로 20 ㎍/반응)으로 희석시킨다. 질량 분석 단일 세포 단백질체 분석의 경우, 96- 웰 플레이트의 단일 세포는 캠퍼스 Solna의 Proteomics Biomedicum 시설로 보내고 확립 된 루틴에 따라 서비스 모드에서 분석됩니다. 간단히 말해서, 샘플은 먼저 단백질 추출 및 트립신 소화를 거친다. 그 후, 펩티드 샘플은 탠덤 질량 태그 (TMT) 시약을 사용하여 표지하고, 건조시킨 다음 탠덤 질량 분석법 (LC-MS/MS) 분석으로 액체 크로마토 그래피에 적용 할 것이다. 그런 다음 획득 된 프로테옴 데이터는 알려진 단백질 데이터베이스에 대해 주석을 달고, 단백질 조절 패턴 및 상이한 연구 그룹 사이의 경로 농축이 평가 될 것이다.

일반 타임 라인

이것은 다음 단계에 따라 3 년 프로젝트입니다. 윤리적 응용 프로그램은 2024 년 가을에 승인되었으며 임상 부분 (1 단계)은 참가자 모집 및 샘플 수집이 2025 년 봄에 계획되어 있습니다. 타액 분석을 포함한 실험실 부품 (2 단계)은 모든 샘플의 동일한 처리를 보장하기 위해 1 단계 (가을 2025- 가을)가 완료된 후 시작됩니다. 데이터 분석이 수행되며 결과는 2027 년 가을에 발표 될 것입니다.

중요성

유아기 우식은 전 세계적으로 유아와 미취학 아동에게 영향을 미치는 주요 구강 건강 문제입니다. ECC 형성의 주요 위험 요소는 이전에 ECC가 주로 사회적으로 불리한 인구에서 발생한다는 것을 보여 주었기 때문에 미생물 학적,식이 및 환경 위험 요소로 분류 될 수있다. ECC 진단을 받으면 어린이는 미래에 질병에 대한보다 진보 된 임상 사진을 보일 것입니다. 지금까지, 우식-활성과 충치가없는 어린이에서 분자 메커니즘과 숙주 미크로오타 크로스 토크의 역할은 완전히 이해되지 않았다. 이 프로젝트의 발견은 분자 방식의 외관을 더 잘 이해하는 데 기여하고 결국 질병의 임상 적 표현이 발생하기 전에 진단 및 예방을위한 잠재적 치료 표적 및 바이오 마커를 식별하는 데 도움이 될 것입니다. 또한, 취약한 환경에 노출 된 어린이들에게는 잠재적 인 샐러성 바이오 마커가 발견 될 수 있지만, 우식이 없어도 생존 할 수 있습니다.