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目的:本研究用代谢组学技术检测分析枯草芽孢杆菌zh78(Bacillus subtilis zh78,B.subtilis zh78)抑制变异链球菌(Streptococci mutans,S.mutans)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus,L.acidophilus)、黏性放线菌(Actinomyces viscosus,A.viscosus)生长可能的小分子代谢物,以评估B.subtilis zh78在龋病防治的相关研究中的前景,为B.subtilis zh78益生研发应用提供理论依据。方法:1.抑菌实验。取B.subtilis zh78生长0 h、7 h、12 h、5 d时的菌液,用甲醇萃取该四个时期B.subtilis zh78的代谢产物。利用牛津杯法将甲醇萃取后的代谢物对S.mutans、L.acidophilus、A.viscosus进行抑菌实验。2.非靶向代谢组学检测、分析。采用气相色谱-飞行时间质谱联用技术(GC-TOF-MS)对24例B.subtilis zh78菌液样本(B.subtilis zh78生长0 h、7 h、12h和5 d的菌液,每期各6例)进行检测;利用主成分分析(Principal component analysis,PCA)、聚类分析(Cluster analysis)和正交偏最小二乘判别分析(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)和皮尔森相关分析(Pearson correlation analysis)等方法进行数据分析,筛选出与B.subtilis zh78对S.mutans、L.acidophilus、A.viscosus的抑菌作用显著相关的代谢物。3.靶向代谢组学检测及分析。对筛选出的B.subtilis zh78的抑菌相关代谢物,利用靶向气相色谱-质谱(GC-MS)技术进行精确的定性定量分析。将目标代谢物的标准品用甲醇进行梯度稀释(0.1μg/m L到50μg/m L)后,进行GC-MS检测,绘制标准曲线。对12例B.subtilis zh78菌液样本(B.subtilis zh78生长0 h和5 d的菌液,每期各6例)进行GC-MS检测;在Masshunter软件中采用默认参数对各transition进行自动识别和积分,结合目标代谢物标准品的标准曲线,确定各样本中目标代谢物的定量信息。结果:1.抑菌实验结果显示,B.subtilis zh78生长7 h,12 h的代谢物对L.acidophilus、A.viscosus均具有较明显的抑菌效果,对S.mutans的抑菌效果相对较弱。B.subtilis zh78生长5 d产生的代谢物对S.mutans、L.acidophilus、A.viscosus均有较强的抑菌效果,且与生长7 h,12 h的代谢物对这三种致龋菌产生的抑菌效果相比,生长5d的代谢物的抑菌效果最强(P<0.01)。2.非靶向GC-TOF-MS代谢组学检测分析结果显示,B.subtilis zh78的代谢物中,可能含有木糖醇、氨基酸类及有机酸类等物质,分别与B.subtilis zh78对S.mutans、L.acidophilus、A.viscosus的抑制作用显著相关(r>0.8,且P<0.05)。3.靶向GC-MS代谢组学检测分析结果显示,在B.subtilis zh78生长5 d产生的代谢物中,木糖醇被检测出,其浓度为6.53μg/m L。结论:B.subtilis zh78能产生木糖醇这一具有防龋抑菌性能的代谢物,同时,B.subtilis zh78可能产生氨基酸类及有机酸类等可能促进B.subtilis zh78抑制S.mutans、L.acidophilus、A.viscosus生长的小分子代谢物。这些代谢物在B.subtilis zh78对S.mutans、L.acidophilus、A.viscosus的生长抑制作用中,可能起到了促进作用。B.subtilis zh78可能是口腔中的一株具有防龋益生作用的菌株,具有一定的防龋应用研究前景。