Correlation analysis of oral mucosal microbiome and diabetes mellitus using microbial DNA in elderly male subjects

Abstract

With the revelation that oral microbiomes are associated with various systemic diseases, the need for a deeper understanding of oral microbiomes has garnered substantial research interest. Herein, the differences between the oral gingival microbiomes of individuals with and without diabetes were analyzed to improve disease evaluation and therapeutic development. Gingival samples were collected from 10 and 16 individuals with and without diabetes, respectively, during an implant uncovering procedure. Genomic DNA from the samples was used for 16S rRNA sequencing, and the compositions of the microbiomes were compared between the two groups. There were no significant differences in the alpha and beta diversities of the diabetes and non-diabetes groups. However, the non-diabetes group presented with a relatively higher abundance of the Corynebacteriaceae family (p = 0.0040) and the genus Corynebacterium (p = 0.019). Our findings serve as a basis for future studies on the association between diabetes and bacterial species in the abovementioned taxonomic groups. Divergence between our results and those of past studies indicate a need for a unified study design for sample collection and the methods utilized for statistical analysis when implementing a bioinformatics-based approach to assess oral microbiome sequencing data from gingival samples.

세균, 바이러스, 효모 및 진균 등 인체에 존재하는 다양한 미생물은 인간과 체내 항상성을 유지하고 공생관계를 유지하며 마이크로마이옴을 구성하고 있는데, 만성전신질환은 이들의 분포와 수에 영향을 미칠 수 있다. 구강과 같이 병원균이 처음으로 발견되는 진입점에서, 점막 표면은 숙주 면역을 지속적으로 형성하는 박테리아 공생균 층을 이루고 있으나, 구강 마이크로바이옴 샘플들 중 점막에 관한 연구는 그간 활발하지 않았다. 따라서 구강점막을 이용한 구강마이크로바이옴과 당뇨의 연관성을 파악하여 구강 내 미생물의 변화와 당뇨의 역학관계를 밝히기 위한 기초자료를 제공하고 이를 활용한 진단이나 치료법 개발의 토대를 제공하는 것이 본 연구의 목적이다. 임플란트 이차수술을 위해 치주과에 내원한 환자들의 구강점막을 채취해서 구강 마이크로바이옴 분석을 실시했다. 알파 및 베타 다양성측면에선 당뇨군과 대조군사이에 통계학적으로 유의미한 차이가 없었으나, 미생물군의 상대적 분포 비교에서 당뇨군에서 Corynebacteriaceae (family level)와 Corynebacterium (genus level) 미생물들이 더 적은 분포로 나타나는 경향을 보였다. 향후 더 많은 표본과 표준화된 실험을 통해 이 세균들의 생물학적 특성과 관계, 그리고 구강 혹은 체내에서의 역할 등을 밝히는 것이 필요해 보인다.