2.2 有关fimA基因表达调控的研究进展
Pg fimA基因的表达途径有以下三种[29]（按照表达和装配系统分类）：陪伴/引导分子途径系统、第二分泌系统、核化依赖聚合系统。fimA基因表达的初始产物具有非常长的前序列。Pg蛋白酶参与fimA基因的翻译后处理、转运和装配[29]。fimA基因的表达还受到以下因素的影响。
1）局部理化环境对Pg fimA基因表达的影响
研究表明[30]，Pg fimA基因的表达及菌毛依赖性表型的活性均受到温度、离子浓度等环境条件的影响。
龈下区的温度并不恒定，常随牙齿部位及炎症程度而变[31]，健康龈下区温度一般在34℃～37℃，而炎性牙周袋内温度 可达39℃。Xie等[32]通过fimA启动子-lacZ受体基因融合研究环境因素对Pg fimA基因表达的影响时，发现当龈下区温度由34℃升至39℃时，Pg fimA基因表达可减少至1/10。Murakami等[33, 34]的研究同样证实温度升高时，基因fimA的表达水平降低。Amano等[35]报导温度从37℃提高到39℃时，Pg对唾液成分和链球菌的黏附能力降低，Pg在牙周炎病人的血清中的抗原性发生改变。温度影响DNA的超螺旋结构，改变组蛋白与DNA结合的活性[36]，从而降低基因转录的速度[37]。Pg根据温度的变化来调整fimA基因表达的水平，可能是在机体感染Pg早期，fimA基因表达水平较高，有利于Pg黏附及侵入牙周组织；随着炎症程度加重、牙周袋形成和局部温度升高，菌毛的产生受到遏制，从而使菌毛的某些功能特性发生改变，而有利于Pg的生存。
基因fimA的表达还在转录水平受氯化高铁血红素浓度的调节[38]。铁在Pg的生长繁殖和毒力中起关键作用，Pg以血红素的形式吸收铁[39]。McKee[40]等发现，Pg在氯化高铁血红素过量时，毒力增强。在氯化高铁血红素不足时，Pg生长速度降低，Pg菌体表面菌毛数量减少[40]，血凝素基因hagB和hagC的mRNA表达水平降低[41]，但是，致病因子如溶血素和胰蛋白酶样蛋白酶等的数量及其致病毒力均明显增加[42, 43]。为进一步阐明氯化高铁血红素在调节fimA基因表达中的作用，Xie等[38]研究了fimA基因的转录活性，结果显示在缺乏氯化高铁血红素的情况下，fimA启动子活性降低50%，表明氯化高铁血红素可以对Pg fimA基因表达起正调控作用。但是这种调控作用不如温度变化对其影响的程度明显。虽然在氯化高铁血红素缺乏时，Pg的生长速度降低，但此时fimA启动子活性降低与Pg生长速度的降低并没有直接的联系[38]，fimA启动子的活性并不依赖于Pg的生长阶段。氯化高铁血红素调节Pg fimA基因表达的具体分子机制仍不清楚，许多受离子调控的基因在其启动子区均存在“离子盒”，而在fimA启动子区并没有与此具有同源性的区域结构[44]。推测可能是由于Pg多种致病因子基因的表达共同受到氯化高铁血红素的调节所致。
影响Pg fimA基因表达的局部理化环境还包括血清、唾液、渗透压、Ca2+浓度以及pH值等。
关于Pg如何感受到环境的变化，并把这种信息传递给细胞的机理并不完全清楚。但是研究发现信号转导系统的两种成分FimS-FimR与Pg fimA基因的表达有关[45]。FimS是一种组氨酸蛋白激酶基因的等位基因，FimR是反应调节基因的等位基因[45]。FimS 和FimR的分裂会导致菌毛形成量的明显降低。fimA基因的表达可能受到FimR反应调节器的正调控[46]。FimR调控包括fimA基因位点周围的5个成串的基因——fimA cluster在内的多个基因的表达。染色体免疫沉淀反应和电泳分析表明，菌毛蛋白黏附到fimA cluster中的第一个基因的启动子区域。突变菌株的基因表达分析表明，fimA基因转录过程包括多个步骤，FimR基因上调fimA cluster中的第一个基因的表达，而此基因编码一个在fimA基因的表达中起关键作用的调控蛋白。
2）其他口腔微生物对Pg fimA基因表达的调控
牙菌斑是一种附着了各种细菌的生物膜，这些菌斑微生物之间可以通过细胞间信号转导机制互相影响。Pg通过与获得性薄膜中的唾液分子[25]或者先前定殖的细菌如口腔链球菌[1]相接触而定殖于牙菌斑生物膜中，然后与牙菌斑生物膜中的其他微生物共生。但是，Pg不能聚集于链球菌突变株或者S.cristatus这一底层的上面[47]。针对这一现象的进一步研究揭示链球菌S.cristatus CC5A能明显降低Pg的fimA基因的表达水平，其浓度与fimA基因表达水平呈负相关，浓度升高时甚至可使fimA启动子活性下降1/2[48]。但是，在实验中尚未发现菌斑中的其他细菌，如纤细链球菌G9B和M5、血链球菌10556、变形链球菌KPSK2、内氏放线菌NC-3、齿垢密螺旋体GM-1以及具核梭杆菌10953等对fimA基因的表达具有这种调控作用[49]。
