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作为一种革兰氏阴性菌的大肠杆菌Nissle 1917(Ec N)是一种定植于肠道的益生菌。Ec N作为婴幼儿早期肠道的卓越定居者,对调节人体肠道内微生物组成,增强机体抵抗病原微生物,促进结肠粘膜的血液循环具有十分重要的作用。目前它主要用于药物辅助,治疗人体各种肠道功能紊乱的肠道疾病。Ec N作为一种益生菌,主要是由于它缺乏致病因素、抗生素抗性以及具有多种适应性因子并且对某些病原菌有一定的拮抗活性。由于Ec N有良好的形成生物被膜的能力,在人体肠道中能形成一面“保护墙”。因此在维持肠道微生物种群稳定方面有一定的作用。先前的研究表明,在动物肠道粘膜中含量丰富的肝素,即一种硫酸化的糖胺聚糖,能够有效的刺激金黄色葡萄球菌等细菌生物被膜的形成。自肝素被发现以来,在世界范围内作为临床上的抗凝血剂使用,已经有近一百年的历史了。肝素是一种链长不均的,具有高度硫酸化的糖胺聚糖。肝素的分子量范围在12 k Da-40 k Da,硫酸化基团主要有2-O-硫酸化基团,6-O-硫酸化基团,3-O-硫酸化基团,N-硫酸化基团,其中3-O-硫酸化基团是肝素抗凝血活性发挥作用的主要位点。尽管有关于肝素促进细菌生物被膜形成的报道,但是对于肝素结构与细菌生物被膜形成之间的关系仍然不清楚。为了探究肝素分子结构与细菌生物被膜形成之间的关系,我们对肝素进行一系列的化学处理,使得肝素变成具有不同硫酸化基团的衍生物和低分子量肝素。结果发现肝素以剂量依赖性方式刺激Ec N生物被膜的形成;肝素分子的磺酸基团和分子量均有助于增强Ec N生物被膜的形成。当培养基中添加天然肝素后,Ec N生物被膜的形成比没有添加肝素的Ec N生物被膜形成增加了6.9-10.8倍,比N-脱硫酸化肝素(N-DS)高了1.4倍、比2-O-脱硫酸化肝素(2-O-DS)增加了3.1倍、比6-O-脱硫酸化肝素(6-O-DS)增加了3.0倍、比N-/2-O/6-O-脱硫酸化肝素(N-/2-O/6-O-DS)增加了3.8倍。肝素通过在酸性条件下解聚,产生的低分子量肝素S/N比略微增加。该研究中发现培养基中添加低分子量肝素没有明显刺激Ec N生物被膜的形成。此外,我们还通过添加肝素衍生物,研究了鼠伤寒沙门氏菌(S.Typhimurium)生物被膜的形成,其结果与Ec N生物被膜形成的结果一致。该研究显示了肝素硫酸化及较高分子量等结构特点,有利于促进Ec N等微生物的生物被膜形成。