【摘 要】
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清酒乳杆菌(Latilactobacillus sakei)是乳杆菌属的成员之一。该菌广泛存在于发酵肉制品、发酵蔬菜、发酵酒制品、酸面团等食品中,在人体胃肠道中也有分布。清酒乳杆菌代谢产生多种细菌素和风味化合物,故常被用作生物保护剂和发酵剂。近年来,研究表明清酒乳杆菌具有多种益生功能,能够有效缓解结肠炎、类风湿性关节炎等多种免疫性疾病及肥胖等代谢类疾病。本研究从不同样品中筛选得到清酒乳杆菌,并以炎
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清酒乳杆菌(Latilactobacillus sakei)是乳杆菌属的成员之一。该菌广泛存在于发酵肉制品、发酵蔬菜、发酵酒制品、酸面团等食品中,在人体胃肠道中也有分布。清酒乳杆菌代谢产生多种细菌素和风味化合物,故常被用作生物保护剂和发酵剂。近年来,研究表明清酒乳杆菌具有多种益生功能,能够有效缓解结肠炎、类风湿性关节炎等多种免疫性疾病及肥胖等代谢类疾病。本研究从不同样品中筛选得到清酒乳杆菌,并以炎症性肠病为研究模型,探究不同来源的清酒乳杆菌免疫调节能力,以期得到具有免疫调节活性的清酒乳杆菌菌株,为进一步挖掘具有益生功能的清酒乳杆菌提供理论基础。主要研究结果如下:(1)从全国120份发酵样品及粪便样品中共筛选得到72株清酒乳杆菌。挑选16株不同来源的清酒乳杆菌探究其体外免疫调节能力。利用葡聚糖硫酸钠(Dextran Sulfate Sodium,DSS)诱导Caco-2细胞构建体外肠炎模型,初步筛选具有免疫调节活性的清酒乳杆菌菌株。16株不同来源的清酒乳杆菌菌株中,清酒乳杆菌QJSSZ1L4、QJSSZ4L10、JXJ41和QGZZYRHMT1L6能够有效保护DSS刺激后Caco-2细胞的活性,通过抑制NF-κB信号通路对Caco-2细胞进行免疫调节;同时还能够上调Caco-2细胞紧密连接蛋白相关基因的表达,保护肠屏障功能。而清酒乳杆菌QJSNT1L10和QGZZYRHMT2L6不具备上述调节作用。(2)以DSS诱导的结肠炎小鼠为模型,对上述6株清酒乳杆菌的免疫调节能力进行体内验证。结果表明,6株清酒乳杆菌对结肠炎小鼠的疾病进程表现出了不同程度的缓解作用。其中,清酒乳杆菌JXJ41能够有效恢复结肠炎小鼠结肠长度,缓解结肠病理损伤,降低结肠组织中促炎细胞因子及相关炎症酶的含量。而清酒乳杆菌QJSNT1L10缓解效果最差。血清代谢组学表明,相较于清酒乳杆菌QJSNT1L10,清酒乳杆菌JXJ41上调了血清中苯乳酸等有益代谢物的含量,有效缓解结肠炎。(3)基于比较基因组和代谢组探究差异菌株缓解结肠炎效果差异的潜在机制。平均核苷酸一致性(Average nucleotide identity,ANI)及系统发育表明,清酒乳杆菌JXJ41和清酒乳杆菌QJSNT1L10分属于L.sakei subsp.sakei和L.sakei subsp.carnosus两个亚种,其进化关系的差异可能造成其功能相关基因的差异。COG、KEGG及碳水化合物注释分析表明,差异菌株在碳水化合物利用相关基因如糖苷水解酶家族上存在显著差异。代谢组学分析表明,差异菌株在代谢物上存在显著差异,其中乙酰胆碱和吲哚-3-乙酸可能是造成差异菌株效果差异的关键物质。综合以上研究,本课题通过体外细胞筛选及体内动物验证,筛选得到一株具有免疫调节活性且能够有效缓解结肠炎的清酒乳杆菌JXJ41。同时与缓解效果较差的清酒乳杆菌QJSNT1L10相比,清酒乳杆菌JXJ41代谢产生的乙酰胆碱及吲哚-3-乙酸可能是其发挥功效的关键物质。
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