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肠道作为人体最大的消化吸收器官和免疫器官,与健康息息相关。肠道微生态的稳定,肠道菌群结构的平衡,肠道屏障的完善,肠道免疫细胞的表达,是肠道维持正常运转,应对外界食源性刺激,保护人体健康的关键所在。大量研究表明,肠道功能的紊乱会引发多种疾病,而多种疾病的发生也会导致肠道功能的紊乱,两者互为因果关系。乳酸菌细菌素可以抑制致病菌侵入人体,并对同源相近的菌株在肠道内产生竞争性抑制,但口服产细菌素乳酸菌具体会对宿主肠道菌群结构和宿主免疫应答产生怎样的调节以及对疾病模型下造成的肠道功能紊乱如何恢复尚未有明确研究。因此,本研究旨在筛选得到产细菌素的乳酸菌,并通过正常小鼠模型,便秘小鼠模型,单增李斯特菌侵袭小鼠模型,来探究产细菌素乳酸菌对不同疾病模型下肠道功能的影响。主要研究内容如下:(1)体外筛选得到两株产细菌素乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)CCFM28和CCFM18,并通过MALDI-TOF和基因草图测序,分析两株菌抑菌特性及基因水平差异。通过打孔琼脂扩散法,筛选得到两株体外具有抑菌作用的乳酸片球菌CCFM28和CCFM18,由于其它乳杆菌可能成为乳酸片球菌在生态位上最显著的竞争对手,因此对分离获得的乳酸片球菌CCFM28和CCFM18菌株对嗜热乳杆菌(Lactobacillus thermophilus)、德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)4株指示菌株的抑菌能力进行了对比。通过氧化应激反应试验我们发现,乳酸片球菌CCFM28和CCFM18显著增加了指示菌株细胞内ROS水平和MDA水平,细胞膜透性增强。通过MALDI-TOF质谱成像(MSI)分析,研究了乳酸片球菌CCFM18和CCFM28菌株发生拮抗作用时细菌素的时间和空间分布,发现CCFM18不仅与指示菌相互作用时产生与CCFM28相同的pediocin PA-1,其与嗜热乳杆菌相互作用时还特异性产生penocin A和凝固蛋白,同时抑制了嗜热乳杆菌分泌acidocin 1B。对乳酸片球菌CCFM28和CCFM18进行了基因草图测序,发现乳酸片球菌CCFM28染色体上仅存在编码为片球菌素pediocin PA-1的生物合成基因,而乳酸片球菌CCFM18的基因组中存在编码片球菌素pediocin PA-1、青霉素penocin A和凝固素(coagulin)的基因簇。(2)产细菌素乳酸片球菌调节了正常小鼠血清中的免疫因子,并增加了小鼠肠道微生物多样性,上调了肠道菌群中一些有益菌属相对丰度。每日分别灌胃正常小鼠两株产细菌素乳酸片球菌CCFM28和CCFM18以及一株不产细菌素的乳酸片球菌NT17-3,持续14天,发现产与不产细菌素乳酸片球菌对小鼠体重、小肠推进率未产生显著影响。通过ELISA试剂盒检测小鼠血清中几种免疫因子的表达量,发现产细菌乳酸片球菌对其产生了不同程度的调节,其中IL-1β、TNF-α等促炎因子表达量下调,IL-10、IFN-α等抑炎因子表达量上调。通过对小鼠肠道菌群基因组测序分析,发现产与不产细菌素乳酸片球菌增加了正常小鼠肠道微生物α多样性,在肠道菌群门水平上,降低了厚壁菌门、拟杆菌门的相对丰度,在属水平上乳酸片球菌CCFM28增加了乳杆菌属(Lactobacillus)和阿克曼菌属(Akkermansia)等益生菌的相对丰度,乳酸片球菌CCFM18增加了双歧杆菌属(Bifidobacterium)相对丰度。(3)产与不产细菌素的乳酸片球菌对盐酸洛哌丁胺诱导的小鼠便秘产生了不同程度的缓解作用,并可以对便秘造成的胃肠调节肽分泌紊乱和肠道菌群结构的改变产生恢复作用。每日给各处理组小鼠灌胃盐酸洛哌丁胺诱导小鼠产生便秘,治疗组每日灌胃产与不产细菌素的乳酸片球菌200μL,灌胃持续14天,发现对小肠推进率、首粒黑便时间等便秘相关症状均有所改善。通过酶联免疫吸附法来测定小鼠血液中的胃肠调节肽表达水平,发现产细菌素乳酸片球菌可以提高兴奋性神经递质(P物质SP、胃动素MTL、胃泌素Gas)的表达水平,降低抑制性神经递质(生长抑素SS、血管活性肽VIP、内皮素ET)的表达水平。通过高通量Mi Seq测序,发现产细菌素乳酸片球菌对便秘小鼠肠道菌群结构有所改善,对便秘造成的肠道菌群紊乱起到了恢复作用,提高了双歧杆菌属和乳杆菌属的相对丰度。(4)试验研究了产与不产细菌素乳酸片球菌对体内单增李斯特菌侵袭的拮抗作用。通过对小鼠体重的测量,各脏器重量的测量以及脏器单增李斯特菌的选择性计数,我们发现产细菌素乳酸片球菌预防组可以缓解单增李斯特菌侵袭造成的体重下降、肝脾肿大,降低单增李斯特菌在各脏器中的检出率。肠道紧密连接蛋白和肠道通透性检测后发现,产细菌素乳酸片球菌可以有效缓解单增李斯特菌侵袭造成的Claudin 1紧密连接蛋白表达量下降,同时对血液中FITC检测发现,产细菌素菌株可以缓解单增李斯特菌造成的肠道通透性增加。血清中免疫因子检测发现产细菌素乳酸片球菌对其产生了正向调节作用。同时,产细菌素乳酸片球菌对单增李斯特菌侵袭造成的肠道菌群结构紊乱也起到了恢复的作用,降低了单增李斯特菌侵袭引起的拟杆菌属相对丰度增加,同时增加了乳球菌属和乳杆菌属的相对丰度。