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沙门菌是一类革兰阴性的胞内寄生菌，是引起人和动物共患细菌性传染病的重要病原，每年约有近340万人感染该病原，防御和控制沙门菌感染具有重要的公共卫生意义。在沙门菌众多血清型中，鼠伤寒沙门菌(Salmonella enteric serovar typhimurium, S.Typhimurium)是重要的致病性菌株，也是引起人类食源性感染的重要菌株，人和动物常因食入被该病原污染的水或食物造成胃肠道系统疾病。沙门菌的致病力取决于其在宿主肠道的定植能力，而肠道菌群组成与沙门菌的定植有着密切的关系。尽管传统的抗生素治疗在该病的治疗中发挥了重要作用，然而抗生素的不合理应用也造成了沙门菌的多重耐药性和加重肠道菌群的紊乱。因此，寻求更为安全有效的防治策略势在必行。
乳杆菌(Lactobacillus)是一群可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌总称。它们在人或动物肠道中长期定植，对机体产生许多有益作用，是国际上公认的食品级安全微生物。乳杆菌不仅具有维持宿主肠道稳态，还能有效调节肠道菌群组成及结构进而防御肠道致病菌感染。为提高畜牧业生产力、保障畜禽健康，开放和研究乳杆菌等微生态制剂越来越受到人们的关注，然而目前可有效应用的猪源乳杆菌资源不足，因此有必要开发潜在的猪源乳杆菌菌株。
(1)猪源乳杆菌的分离及筛选
鉴于乳杆菌在肠道的定植能力优于乳酸球菌，为了提高乳杆菌的分离及筛选效率。本研究利用MRS和LBS培养基，对仔猪肠道内容物以及粪便样品，进行联合筛选。将初步鉴定为革兰阳性杆菌的菌株，进行细菌16srRNA序列测定。将鉴定为乳杆菌的菌株进行耐酸(pH=3)、耐胆盐(0.3%)及传代稳定性检测，以初步确定其对胃肠道生理环境的耐受能力和稳定性。并通过沙门菌体外抑菌试验初步筛选抗沙门菌效果好的优势菌株。结果分离得到包括植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、淀粉乳杆菌和阴道乳杆菌在内的20株乳杆菌菌株。经耐酸、耐胆盐检测2株植物乳杆菌(LP1、LP013)，2株罗伊氏乳杆菌(LR005和LR50)，此4株菌耐受酸和胆盐能力最强，且体外传代稳定性好。体外对沙门菌抑菌试验也初步表明，此4株菌能较好的抑制沙门菌的生长，抑菌环大小显示达到高度抑菌。
(2)抗沙门菌猪源乳酸杆菌的筛选
为了丰富猪源益生菌的菌种资源库，筛选出具有良好抑制沙门菌的优良益生菌菌株。本试验通过鼠伤寒沙门菌(S.Typhimurium)建立肠炎模型，并对模型鼠提前一周分别灌胃植物乳杆菌LP1和LP013，罗伊氏乳杆菌LR005和LR50这4株菌，以及鼠李糖乳杆菌(LGG)作为对照，以建立肠炎干预模型。通过监测小鼠的体重和死亡率、肝和脾脏沙门菌的荷菌数、盲肠病理切片、肠黏膜SIgA的含量以及血清中的内毒素水平比较筛选抗Salmonellatyphimurium效果好的乳杆菌菌株。结果表明，植物乳杆菌LP1可以明显缓解沙门菌造成的小鼠体重丢失、且存活率可达100%，效果优于LGG和其他乳杆菌菌株处理组；且盲肠病理损伤明显减轻，LP1能有效抵御沙门菌向肠道侵袭、缓解肠道损伤；器官荷菌数检测也表明植物乳杆菌LP1能抑制S.Typhimurium向脾脏、肝脏侵袭；肠道粘膜中的SIgA结果也显示，植物乳杆菌1(LP1)能很好的刺激肠黏膜中的SIgA的分泌，有助于抵御沙门菌的侵袭。上述结果均优于LP013、LR005和LR50。病理检测及肠黏膜SIgA的分泌检测，显示LGG干预效果与植物乳杆菌LP1相接近。此外，LP1组血清中内毒素的含量明显降低。说明在沙门菌侵袭时，植物乳杆菌能较好的保护肠道结构的完整性，这与肠道病理组织学检测结果相符合。综合比较几株乳杆菌对沙门菌防御效果，表明植物乳杆菌LP1抗沙门菌效果最好，LGG次之，LR50效果最差。
(3)植物乳杆菌1(LP1)调节肠道菌群多样性防御沙门菌感染的研究
为了进一步明确植物乳杆菌1(LP1)对肠道菌群多样性的调节作用以防御沙门菌感染的机制，本试验将植物乳杆菌1(LP1)和鼠李糖乳杆菌(LGG)分别灌胃SPF级C57BL/6小鼠，再感染鼠伤寒沙门菌，通过检测细胞因子的分泌水平以明确乳杆菌对沙门菌引发肠炎的作用影响；利用IlluminaMiSeq测序平台对小鼠盲肠菌群多样性进行高通量测序，分析LP1影响小鼠肠道菌群结构而防御沙门菌的作用机制。
检测结果表明，LP1能够抑制沙门菌引发的肠炎，即抑制IL-1β、TNF-α、IL-6和IL-12P70炎性因子的表达上调，提高IL-10抑炎性因子的分泌。表明LP1能够限制沙门菌造成的炎症效应，有利于减缓炎症损伤。
肠道菌群多样性检测显示，LP1干预后能够有效改善肠道菌群的结构，即表现为显著提高拟杆菌门、梭状芽胞杆菌门的数量，有利于抑制或抵抗沙门菌的侵袭和定植；且促进肠道内SIgA产生的普雷沃氏菌群也有所增加；抑制小鼠肠道内致病菌如沙门菌属等的数量，进一步揭示植物乳杆菌LP1可以通过调节肠道菌群结构进而有效抵御鼠伤寒沙门菌对肠道的侵袭与定植。
本研究比较筛选到一株对沙门菌具有较好防御作用的猪源植物乳杆菌1(LP1)，其可通过调节肠道菌群结构和细胞因子的分泌进而抵御沙门菌感染，对沙门菌感染引起的肠炎具有潜在的预防和治疗作用。
乳杆菌(Lactobacillus)是一群可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌总称。它们在人或动物肠道中长期定植，对机体产生许多有益作用，是国际上公认的食品级安全微生物。乳杆菌不仅具有维持宿主肠道稳态，还能有效调节肠道菌群组成及结构进而防御肠道致病菌感染。为提高畜牧业生产力、保障畜禽健康，开放和研究乳杆菌等微生态制剂越来越受到人们的关注，然而目前可有效应用的猪源乳杆菌资源不足，因此有必要开发潜在的猪源乳杆菌菌株。
(1)猪源乳杆菌的分离及筛选
鉴于乳杆菌在肠道的定植能力优于乳酸球菌，为了提高乳杆菌的分离及筛选效率。本研究利用MRS和LBS培养基，对仔猪肠道内容物以及粪便样品，进行联合筛选。将初步鉴定为革兰阳性杆菌的菌株，进行细菌16srRNA序列测定。将鉴定为乳杆菌的菌株进行耐酸(pH=3)、耐胆盐(0.3%)及传代稳定性检测，以初步确定其对胃肠道生理环境的耐受能力和稳定性。并通过沙门菌体外抑菌试验初步筛选抗沙门菌效果好的优势菌株。结果分离得到包括植物乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、淀粉乳杆菌和阴道乳杆菌在内的20株乳杆菌菌株。经耐酸、耐胆盐检测2株植物乳杆菌(LP1、LP013)，2株罗伊氏乳杆菌(LR005和LR50)，此4株菌耐受酸和胆盐能力最强，且体外传代稳定性好。体外对沙门菌抑菌试验也初步表明，此4株菌能较好的抑制沙门菌的生长，抑菌环大小显示达到高度抑菌。
(2)抗沙门菌猪源乳酸杆菌的筛选
为了丰富猪源益生菌的菌种资源库，筛选出具有良好抑制沙门菌的优良益生菌菌株。本试验通过鼠伤寒沙门菌(S.Typhimurium)建立肠炎模型，并对模型鼠提前一周分别灌胃植物乳杆菌LP1和LP013，罗伊氏乳杆菌LR005和LR50这4株菌，以及鼠李糖乳杆菌(LGG)作为对照，以建立肠炎干预模型。通过监测小鼠的体重和死亡率、肝和脾脏沙门菌的荷菌数、盲肠病理切片、肠黏膜SIgA的含量以及血清中的内毒素水平比较筛选抗Salmonellatyphimurium效果好的乳杆菌菌株。结果表明，植物乳杆菌LP1可以明显缓解沙门菌造成的小鼠体重丢失、且存活率可达100%，效果优于LGG和其他乳杆菌菌株处理组；且盲肠病理损伤明显减轻，LP1能有效抵御沙门菌向肠道侵袭、缓解肠道损伤；器官荷菌数检测也表明植物乳杆菌LP1能抑制S.Typhimurium向脾脏、肝脏侵袭；肠道粘膜中的SIgA结果也显示，植物乳杆菌1(LP1)能很好的刺激肠黏膜中的SIgA的分泌，有助于抵御沙门菌的侵袭。上述结果均优于LP013、LR005和LR50。病理检测及肠黏膜SIgA的分泌检测，显示LGG干预效果与植物乳杆菌LP1相接近。此外，LP1组血清中内毒素的含量明显降低。说明在沙门菌侵袭时，植物乳杆菌能较好的保护肠道结构的完整性，这与肠道病理组织学检测结果相符合。综合比较几株乳杆菌对沙门菌防御效果，表明植物乳杆菌LP1抗沙门菌效果最好，LGG次之，LR50效果最差。
(3)植物乳杆菌1(LP1)调节肠道菌群多样性防御沙门菌感染的研究
为了进一步明确植物乳杆菌1(LP1)对肠道菌群多样性的调节作用以防御沙门菌感染的机制，本试验将植物乳杆菌1(LP1)和鼠李糖乳杆菌(LGG)分别灌胃SPF级C57BL/6小鼠，再感染鼠伤寒沙门菌，通过检测细胞因子的分泌水平以明确乳杆菌对沙门菌引发肠炎的作用影响；利用IlluminaMiSeq测序平台对小鼠盲肠菌群多样性进行高通量测序，分析LP1影响小鼠肠道菌群结构而防御沙门菌的作用机制。
检测结果表明，LP1能够抑制沙门菌引发的肠炎，即抑制IL-1β、TNF-α、IL-6和IL-12P70炎性因子的表达上调，提高IL-10抑炎性因子的分泌。表明LP1能够限制沙门菌造成的炎症效应，有利于减缓炎症损伤。
肠道菌群多样性检测显示，LP1干预后能够有效改善肠道菌群的结构，即表现为显著提高拟杆菌门、梭状芽胞杆菌门的数量，有利于抑制或抵抗沙门菌的侵袭和定植；且促进肠道内SIgA产生的普雷沃氏菌群也有所增加；抑制小鼠肠道内致病菌如沙门菌属等的数量，进一步揭示植物乳杆菌LP1可以通过调节肠道菌群结构进而有效抵御鼠伤寒沙门菌对肠道的侵袭与定植。
本研究比较筛选到一株对沙门菌具有较好防御作用的猪源植物乳杆菌1(LP1)，其可通过调节肠道菌群结构和细胞因子的分泌进而抵御沙门菌感染，对沙门菌感染引起的肠炎具有潜在的预防和治疗作用。