一株犬源植物乳杆菌的筛选及其免疫调节作用初探

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益生菌是对动物机体有益的活的微生物的总称,适量的使用将对宿主的健康产生积极影响,选择宿主肠道内原有的微生物菌株可以保证益生菌的有效安全应用,并且能够更好的与所分离动物的肠道微生物菌群相容。目前,随着人们对宠物的饲养观念的改变,犬用益生菌制剂的市场也在不断的扩大,但目前犬源益生菌菌株的数量相对较少,更多的优良菌株有待开发。因此,本研究在犬的粪便中分离益生菌,并研究其体外益生特性,筛选出一株具有益生特性的菌株,然后明确其免疫调节功能,为犬源益生菌的开发提供参考。首先,本研究从健康犬的新鲜粪便中分离纯化益生菌,研究其益生特性。通过观察菌落形态、革兰氏染色、生理生化反应以及分子生物学方法对分离到的菌株进行鉴定。然后通过生长曲线的测定、溶血性试验、药敏试验、耐酸试验、耐胆盐试验以及体外抑菌性试验评价菌株的安全性以及生物学特性。此外,将48只BALB/c雌性小鼠分为6组:正常对照组(C组),模型组(M组),鼠李唐乳杆菌GG 阳性对照组(LGG组)和所筛选菌株的高(19-2-H组)、中(19-2-M组)、低(19-2-L组)三个剂量组。除正常对照组外的其余组小鼠均腹腔注射环磷酰胺(CTX)进行造模,剂量为80 mg/kg/d,连续注射3天。然后对筛选菌株的低剂量组(1 × 108 CFU/mL)、中剂量组(1 × 109 CFU/mL)、高剂量组(1 × 1010 CFU/mL)和鼠李唐乳杆菌GG阳性对照组(1 × 109 CFU/mL)的小鼠均以10 ml/kg/d的剂量灌胃相应的菌液来进行治疗,模型组和正常对照组按照同样的方法灌胃等量无菌生理盐水。试验开始时每天测量小鼠的体重,在试验的第21天对小鼠摘除眼球取血后处死。后续进行免疫器官指数和血常规的检测,用ELISA的方法测定了血清中IgA、IgM和IgG的含量和小肠黏膜 SIgA 的浓度,RT-qPCR 和 Western blot 法测定 了肠道 IL-4、IFN-γ、T-bet、GATA-3的mRNA和蛋白的相对表达量,对小鼠的空肠进行HE染色后观察病理组织变化,最后对小鼠的粪便菌群进行高通量测序。研究结果显示,共分离出8株乳酸菌,分别命名为O5-2、O9-2、O12-2、19-2、ZW、19、13、20。经鉴定 O5-2、O9-2、O12-2、19-2、ZW 属于植物乳杆菌,19、13为鼠乳杆菌,20为动物乳杆菌。从中筛选出3株生长及安全性能良好,耐酸、耐胆盐的菌株:菌株O12-2、19-2、ZW。体外抑菌试验发现植物乳杆菌19-2的抑菌能力较强,较其他菌株表现出更加良好的益生特性。动物试验结果表明,19-2-H组、19-2-M组、19-2-L组和LGG组小鼠胸腺和脾脏指数均显著高于M组(P<0.01,P<0.05),与正常对照组比较,M组WBC和Lymph%明显降低(P<0.01),19-2-H组和19-2-M组WBC和Lymph%明显升高(P<0.05,P<0.01)。即植物乳杆菌19-2可恢复CTX处理小鼠的脾、胸腺指数、白细胞和淋巴细胞百分比。19-2-M组血清中IgA和IgG的含量均高于模型组(P<0.01)。此外,与模型组相比,植物乳杆菌19-2上调了 SIgA含量,调节了小肠组织中GATA-3、T-bet、IFN-γ、IL-4 mRNA和蛋白表达水平,改善了肠道黏膜屏障、结构状态以及辅助性T细胞(Th1/Th2)的平衡。植物乳杆菌19-2对免疫抑制小鼠的肠道菌群分布进行了调节,改变了优势菌群的分布,促进了乳酸菌的增殖。结论:本试验成功筛选出一株犬源益生乳酸菌,其能够通过增加免疫器官指数,升高白细胞和淋巴细胞百分比,增加血清免疫球蛋白含量,维持肠道上皮屏障,促进肠道免疫调节因子T-bet/GATA-3表达,改善Th1/Th2平衡,调节肠道菌群,发挥免疫调节作用。
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