Nat Commun：口腔微生物界的“超级英雄”！科学家揭示细胞外遗传元素Inocle的发现与意义

在当今的健康热点话题中，微生物组学无疑是备受瞩目的领域之一，你知道吗？人体内存在着一个庞大而复杂的微生物世界，其与我们的健康息息相关。如今多项研究发现，口腔微生物群落的失调与多种疾病存在关联，比如龋齿、牙周病、口腔癌等。

最近，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Giant extrachromosomal element “Inocle” potentially expands the adaptive capacity of the human oral microbiome”的研究报告中，来自东京大学等机构的科学家们通过研究发现了一种名为“Inocle”的巨大细胞外遗传元素，其可能在口腔微生物适应性进化中扮演着重要角色，甚至有望成为某些癌症的新型生物标志物。

这项研究中，研究人员旨在深入探索口腔微生物的遗传多样性和功能角色，尤其是那些未被充分认识的细胞外遗传元素（ECEs），他们希望能通过了解这些元素如何帮助细菌适应复杂的口腔环境进而为口腔疾病乃至其他相关疾病的防治提供新的思路。

文章中的实验对象主要是来自不同地区的人类唾液样本，研究人员采用先进的长读长宏基因组测序技术开展研究，这种技术能更完整地重建ECEs的基因组序列；同时，他们还开发了一种名为“preNuc”的方法用于从唾液样本中提取高分子量DNA，同时还能减少人类基因组DNA的干扰，进而提高微生物DNA的测序深度和质量。

preNuc疗法对唾液宏基因组学的影响

在实验流程中，研究人员首先对唾液样本进行处理，分离出细菌颗粒并去除了大部分人类DNA，接着，研究人员利用长读长测序技术对提取的DNA进行测序并通过生物信息学分析，旨在从海量的基因组数据中筛选出潜在的ECEs。通过对这些ECEs的基因组进行深入分析，研究人员发现了一种全新的、类似巨大质粒的圆形基因组元素—Inocle。

研究者指出，Inocle的长度约为395kb，包含多个与细胞内应激耐受性相关的基因，比如抗氧化应激和DNA损伤修复基因，以及参与细胞壁生物合成和修饰的基因；这些基因有助于宿主细菌在口腔环境中更好地适应各种压力。更有趣的是，Inocle与人体免疫细胞和蛋白质之间存在显著的正相关性，这表明其可能参与了宿主与微生物之间的相互作用。此外，研究人员还发现，Inocle在头颈部癌症和结直肠癌患者中的丰度显著降低，这就为癌症的早期诊断和治疗提供了新的潜在标志物。

综上，这项研究不仅揭示了口腔微生物组中一个全新的、具有重要生物学意义的遗传元素——Inocle，还为理解微生物如何适应宿主环境提供了新的视角；Inocle的发现强调了长读长宏基因组测序技术在探索未知微生物遗传元素中的巨大潜力，其不仅丰富了科学家们对口腔微生物多样性的认识，更为未来开发基于微生物标志物的疾病诊断工具奠定了基础。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Kiguchi, Y., Hamamoto, N., Kashima, Y. et al. Giant extrachromosomal element “Inocle” potentially expands the adaptive capacity of the human oral microbiome. Nat Commun 16, 7397 (2025). doi：10.1038/s41467-025-62406-5