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牛乳过敏发病率呈逐渐上升趋势,其中β-乳球蛋白(β-Lg)是最主要的过敏原,严重影响了儿童尤其是婴幼儿对乳蛋白的吸收利用,是亟待解决的食品安全问题。研究表明,牛乳过敏会破坏肠道微生态平衡和肠道免疫耐受性。而益生菌能通过调节肠道微生物促进机体代谢,维持内环境稳定,诱发过敏性疾病患者的免疫调节或免疫耐受。但迄今为止,有关益生菌调节宿主肠道环境与缓解牛乳过敏炎症之间的关系的研究却少之又少。故本试验选取前期获得的、具有抗过敏活性的嗜酸乳杆菌KLDS 1.0738为研究对象,干预β-Lg过敏小鼠,基于高通量测序研究嗜酸乳杆菌对β-Lg过敏小鼠粪便菌群多样性及结构的影响,研究结果将为嗜酸乳杆菌缓解过敏的作用机制做进一步补充。(1)嗜酸乳杆菌缓解β-Lg过敏小鼠过敏症状本实验首先建立β-Lg过敏小鼠模型,雌性KM小鼠随机分为空白组、β-Lg过敏组、市售益生菌制剂组和不同浓度嗜酸乳杆菌组(低浓度10~8 cfu/mL,高浓度10~9 cfu/mL),从小鼠体征指标的变化来研究嗜酸乳杆菌对β-Lg过敏的缓解作用。结果显示,过敏组小鼠过敏症状明显,具体表现为腹泻、平均体重减轻,结肠长度下降,结肠组织有明显炎性细胞浸润,且嗜酸性粒细胞数和血清中IgE含量显著高于正常组(P<0.05),分别达到了(6.61±0.28)×10~9个/L和(133.78±3.05)ng/mL。市售益生菌制剂或嗜酸乳杆菌干预后,小鼠过敏症状有明显的减轻,小鼠结肠长度缩短的现象有不同程度的缓解;炎性细胞浸润减轻,有效的降低了过敏小鼠嗜酸性粒细胞的数量及血清中IgE含量,且呈剂量依赖性(P<0.05)。(2)嗜酸乳杆菌对β-Lg过敏小鼠粪便菌群的影响本实验基于I11umina Miseq测序平台对β-Lg过敏小鼠粪便DNA的V3-V4区进行高通量测序,分析嗜酸乳杆菌对β-Lg过敏小鼠粪便菌群多样性及结构的影响。高通量测序结果显示,五组的组间差异远大于组内差异,嗜酸乳杆菌干预后,小鼠粪便菌群整体结构以及不同分类学水平上的组成均有显著差异。首先,alpha多样性指数等结果显示,市售益生菌制剂及嗜酸乳杆菌干预后不同程度的提高了β-Lg过敏小鼠粪便菌群的多样性和丰富度。其次,在门水平上,正常组小鼠的主要优势菌群是厚壁菌门,其次是拟杆菌门和变形菌门。与正常组相比较,过敏组小鼠粪便中厚壁菌门的含量(49.21%vs 32.37%,P<0.05)显著下降,变形菌门的含量(2.58%vs 18.47%,P<0.05)显著上升。市售益生菌制剂及嗜酸乳杆菌均能显著减少变形菌门的含量(P<0.05)。但市售益生菌制剂和嗜酸乳杆菌组中厚壁菌门以及拟杆菌门的含量的变化却完全相反。在科水平上,与正常组相比较,过敏组小鼠粪便菌群中Rikenellaceae,Bacteroidaceae和Helicobacteraceae所占的比例显著升高(P<0.05),Ruminococcaceae和Lachnospiraceae的含量显著下降(P<0.05)。市售益生菌制剂以及嗜酸乳杆菌均能降低Rikenellaceae,Bacteroidaceae和Helicobacteraceae的含量。但和过敏组相比,嗜酸乳杆菌能显著增加Ruminococcaceae和Lachnospiraceae这两种菌的含量,市售益生菌制剂却显著降低它们的含量。在属水平上,正常组小鼠粪便菌群的主要菌属是Lachnospiraceae_NK4A136_group(30.16%)、Bacteroides(6.81%)、Alloprevotell(2.76%)、Helicobacter(1.93%)、Rikenellaceae_RC9_gut_group(1.55%),致敏后过敏组Helicobacter的含量显著升高(P<0.05),嗜酸乳杆菌干预后,Helicobacter、Bacteroides、Rikenellaceae_RC9_gut_group的含量都显著下降(P<0.05)。最后,实验有以Heatmap图的形式深入探讨了对过敏起响应的特定菌群,结果发现,Alloprevotella,Bacteroides和Helicobacter是过敏组的主导菌群,经嗜酸乳杆菌干预后,Bacteroidales_S24-7和Lachnospiraceae-NK4A136的含量相比于过敏组显著增加,而Alloprevotella的含量显著降低(P<0.05)。本实验表明,β-Lg过敏会造成小鼠肠道菌群紊乱,而嗜酸乳杆菌干预可通过调节肠道菌群来缓解β-Lg过敏症状,具体表现在提高粪便微生物丰富度及多样性,改变粪便菌群结构等。