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鼠李糖乳桿菌MP108緩解細(xì)菌性腹瀉的作用研究

2022-10-27 05:14趙玥明侯艷梅趙怡晴
食品工業(yè)科技 2022年21期
關(guān)鍵詞:菌群桿菌糞便

趙玥明,侯艷梅,趙怡晴

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)系乳品科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江哈爾濱 150030;2.海普諾凱營養(yǎng)品有限公司,湖南長沙 410011;3.湖南省食品科學(xué)與生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南長沙 410125)

腸毒性大腸桿菌(Enterotoxic,ETEC)是發(fā)展中國家兒童腹瀉和旅行者腹瀉的主要原因之一。ETEC產(chǎn)生不耐熱腸毒素和耐熱腸毒素,改變腸道緊密連接的完整性,引發(fā)炎癥、腸道功能障礙,同時破壞細(xì)胞外離子通道、溶質(zhì)通道和水通道,最終導(dǎo)致腹瀉。通常預(yù)防ETEC引起的腹瀉的藥物是抗生素,但這些藥物存在副作用,包括胃腸道不適、中樞神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)異常、頭痛、頭暈等癥狀,長期使用不利于人體健康。近年來,包括有益的微生物代謝物、短鏈脂肪酸和益生菌在內(nèi)調(diào)節(jié)腸道菌群的功能性食品引起了人們極大的研究興趣。腸道微生物群對維持宿主健康很重要,與腹瀉的發(fā)病機(jī)制具有密切的聯(lián)系。

乳桿菌是人體腸道菌群中重要的益生菌之一,可以促進(jìn)短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌的增殖,增加短鏈脂肪酸(Short-chain fatty acid,SCFA)的含量,從而有助于抑制有害細(xì)菌。一項(xiàng)隨機(jī)雙盲安慰劑對照試驗(yàn)結(jié)果表明,對 55名成年慢性腹瀉患者進(jìn)行4周益生菌干預(yù),發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌CCFM1143可顯著改善排便頻率及糞便性狀,另外,CCFM1143可抑制白細(xì)胞介素6(Interleukin-6,IL-6)升高和胃動素下降,增加糞便中乙酸和丙酸含量,調(diào)節(jié)腸道菌群組成,表現(xiàn)為益生菌組患者的糞便菌群中,擬桿菌屬及埃格特菌屬等有害菌的豐度降低,阿克曼菌屬、及等有益菌屬的豐度增加。同樣,植物乳桿菌ZLP001也能夠降低ETEC致腹瀉小鼠血清中的 IL-6、腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor-,TNF-)、白細(xì)胞介素 8(Interleukin-8,IL-8)的表達(dá)和分泌,同時增加了SCFA的水平。國內(nèi)一項(xiàng)小鼠研究發(fā)現(xiàn)給懷孕的小鼠或新生小鼠定植鼠李糖乳桿菌GG(LGG)可緩解子代的炎癥反應(yīng),保護(hù)腸道,當(dāng)LGG活菌組的小鼠8月齡時,與長壽相關(guān)的細(xì)菌以及產(chǎn)SCFA的細(xì)菌豐度增加,盲腸中SCFA水平增加,抗氧化能力增強(qiáng)和DNA損傷減輕,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)LGG的早期定植激活了SIRT1/AMPK/PGc-1通路,從而減輕腸道炎癥反應(yīng),而腸上皮細(xì)胞SIRT1沉默后,LGG的保護(hù)作用減弱。此外另一項(xiàng)關(guān)于鼠李糖桿菌GG株的研究證實(shí),其可通過抑制病原體附著到細(xì)胞上來保護(hù)人結(jié)直腸腺癌Caco-2細(xì)胞免受ETECK88誘導(dǎo)的炎癥相關(guān)反應(yīng)。這些研究表明乳桿菌具有通過調(diào)節(jié)腸道菌群及免疫應(yīng)答緩解腹瀉癥狀的作用,然而不同菌株的緩解作用機(jī)制存在差異。本研究在細(xì)菌性腹瀉的臨床癥狀和炎癥應(yīng)答變化的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析與細(xì)菌性腹瀉的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)的腸道菌群的變化,旨在擴(kuò)充鼠李糖益生菌預(yù)防大腸桿菌誘導(dǎo)的細(xì)菌性腹瀉可能的作用機(jī)制,同時也為鼠李糖乳桿菌防治大腸桿菌腹瀉提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

24只雄性 SPF級BALB/c小鼠(6周齡,體重18~20 g) 購于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司(動物合格證編號:320727210100177965);鼠李糖乳桿菌 MP108(MP108)購自愛益森生物科技有限公司;腸毒性大腸桿菌ETEC O78:K80(,ETEC) 購自中國工業(yè)菌種采集中心(北京);血清TNF-、IL-6、IL-10、干擾素(Interferon,IFN-)、水通道蛋白 3(Aquaporin 3,AQP3)、鐵蛋白(Serum ferritin,ST)、Toll樣受體 4(Toll-like receptor 4,TLR4)和免疫球蛋白A(Immunoglobulin A,IgA)酶聯(lián)免疫試劑盒南京森貝伽生物科技有限公司;糞便DNA快速提取試劑盒 美國MP biomedicals有限公司;膠回收試劑盒 倍沃醫(yī)學(xué)科技有限公司;胰蛋白胨、酵母提取物、D-無水葡萄糖、無水乙酸鈉、牛肉浸膏、七水合硫酸鎂、一水合硫酸錳、半胱氨酸鹽酸鹽、蔗糖、甘油、乙醇、胰蛋白酶1:250(酶活力≥50000 U/g)等試劑 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司; Luria-Bertani(LB)培養(yǎng)基 青島海博公司;胃蛋白酶(豬源)1:3000 上海麥克林生化科技有限公司;蘇木精-伊紅(Hematoxylin and eosin,H&E)染色液 南昌雨露實(shí)驗(yàn)器材有限公司。

ZHJH-C1115B型超凈工作臺 上海智誠分析儀器制造有限公司;SX-300高溫高壓滅菌鍋 SANYO公司(日本);5424R高速冷凍離心機(jī) Eppen-dorf 公司;Multiskan go 1510酶標(biāo)儀 Thermo(美國)公司;Pannormic MIDI數(shù)字切片掃描儀 匈牙利3D Histech;HWS-150型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;llumina miseq pe300高通量測序儀Illumina公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 菌體培養(yǎng)及制備 將鼠李糖乳桿菌MP108接種至5 mL液體MRS培養(yǎng)基中,在正??諝鈼l件下于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)到平臺初期,獲得第一代活化菌液,重復(fù)操作,獲得第三代活化菌液。按Yang等的方法使用LB培養(yǎng)基培養(yǎng)毒性大腸桿菌ETEC O78:K80,即將挑取單菌落,轉(zhuǎn)入到LB液體培養(yǎng)基中,在180 r/min和37 ℃條件下?lián)u動培養(yǎng)18 h左右,隨后在4 ℃下4000×g離心10 min,最后用無菌磷酸緩沖鹽溶液對細(xì)菌沉淀清洗,重懸于生理鹽水以用于動物實(shí)驗(yàn)。

1.2.2 MP108菌株耐酸、耐膽鹽能力測定 按靳志強(qiáng)等的方法提前配制好模擬腸液和胃液。簡單來說,將胰蛋白酶加入pH=8.0滅菌生理鹽水中,配制成濃度為1 g/L并加入一定量膽鹽,過膜處理得到模擬腸液。而模擬胃液則是將胃蛋白酶溶于pH=3.0的滅菌生理鹽水中,調(diào)節(jié)濃度為3 g/L并過膜處理。將培養(yǎng)基中發(fā)酵好的鼠李糖乳桿菌MP108菌液以5000×g離心5 min收集1 mL菌體于兩個1.5 mL離心管內(nèi),棄上清,用生理鹽水洗兩遍菌體。其中一個離心管菌體分別重懸于模擬腸液和胃液中,使用分光光度計(jì)測得腸液和胃液OD值為1.250(此時菌濃度為1×10CFU/mL),通過平板計(jì)數(shù)和稀釋度換算進(jìn)而得到加入模擬腸液和胃液中的菌量。另一個離心管加入等體積的生理鹽水作為對照,37 ℃培養(yǎng)4 h后進(jìn)行平板活菌計(jì)數(shù),每個稀釋度做兩個平行。

1.2.3 動物實(shí)驗(yàn)及分組 24只雄性SPF級BALB/c小鼠(6周齡,體重18~20 g)飼養(yǎng)于實(shí)驗(yàn)動物中心屏障環(huán)境內(nèi),動物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)方法經(jīng)倫理委員會批準(zhǔn)許可(JN.No20210315b0400501[018])。適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后,小鼠隨機(jī)分成空白對照組、模型組、MP108產(chǎn)品組,高劑量MP108產(chǎn)品組(n=6/組),詳細(xì)分組及處理見表1,益生菌溶液由鼠李糖乳桿菌MP108凍干粉溶于無菌生理鹽水配制而成,MP108產(chǎn)品組灌胃劑量為36.9 mg/只/d,而MP108高劑量組的灌胃劑量為184.5 mg/只/d。第三周時,在飲用水中加入鏈霉素(5 g/L)處理3 d,將小鼠腸道菌群擾亂。然后用無菌水代替含有鏈霉素的水,造模前18 h前停止進(jìn)食。從本周第4 d開始,空白對照組每天灌胃3次生理鹽水,模型組先灌胃1次生理鹽水,然后每天灌胃2次濃度為1.2×10CFU/mL的ETEC O78:K80懸液,每只小鼠灌胃0.2 mL,連續(xù)灌胃4 d,每次間隔2 h,灌胃ETEC后更換鼠籠,不添加墊料,而是在鼠籠中鋪濾紙,每隔2 h觀察小鼠的腹瀉情況和死亡率,持續(xù)4 d;其余各組則分別先灌胃相應(yīng)產(chǎn)品的溶液,然后每天再灌胃2次濃度為1.2×10CFU/mL的ETEC O78:K80懸液,每只小鼠每次灌胃0.2 mL,其余處理同模型組小鼠。

表1 實(shí)驗(yàn)分組及處理Table 1 Experimental groups and treatments

1.2.4 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測定

1.2.4.1 小鼠糞便含水量測定 小鼠處死前一天,收集小鼠糞便,按Lee等的方法測量糞便含水量,測得凍干前后重量后進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下:(糞便凍干前濕重-糞便凍干后干重)/糞便凍干前濕重。

1.2.4.2 血清腹瀉相關(guān)蛋白及炎癥因子水平測定在最后一次灌胃的24 h后,從眶靜脈叢血樣采集,血液靜置,4000×g離心10 min,離心后取血清,置于-80 ℃冰箱保存,采用酶聯(lián)免疫吸附測定方法檢測小鼠血清中 AQP3、ST、TLR4、IgA、TNF-、IL-6、IL-10和IFN-的含量。

1.2.4.3 小鼠空腸病理癥狀變化 取部分空腸固定在4%的多聚甲醛溶液中,石蠟包埋,然后利用石蠟切片機(jī)獲得5 mm厚的切片,之后進(jìn)行蘇木精伊紅(H&E)染色。封片晾干之后,使用病理切片掃描儀,觀察染色切片,隨機(jī)采集圖像。

1.2.4.4 小鼠腸道菌群的變化 按照試劑盒說明采用FastDNA糞便提取試劑盒提取小鼠糞便的總DNA,以V3-V4區(qū)域進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增,切膠后采用BIOMIGA純化試劑盒進(jìn)行純化。DNA濃度測定后,以等摩爾濃度混合文庫,利用Illumina MiSeq高通量測序平臺進(jìn)行16S rRNA測序。下機(jī)數(shù)據(jù)經(jīng)過質(zhì)控,基于QIIME2.0流程分析腸道菌群的變化。通過非度量多維尺度分析(Nonmetric multidimensional scaling,NMDS)的方法分析菌群的多樣性分析,利用線性判別分析(Linear discriminant analysis,LEfSe)方法分析組間差異菌群。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本文中,所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(mean±SEM)表示,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用單因素ANOVA檢驗(yàn)對各組平均值的差異進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鼠李糖乳桿菌MP108的耐酸、耐膽鹽能力

利用耐酸耐膽鹽實(shí)驗(yàn)測試鼠李糖乳桿菌MP108在胃液和腸液中的耐受能力。與對照組相比,經(jīng)模擬腸液處理后,鼠李糖乳桿菌MP108活菌數(shù)下降(<0.001),而胃液干預(yù)后鼠李糖乳桿菌MP108與對照組相比則無顯著性差異(圖1)。綜合分析表明鼠李糖乳桿菌MP108對酸和膽鹽具有較好的耐受能力,處理后的活菌數(shù)均大于1×10CFU/mL,說明該菌株在體內(nèi)有潛力發(fā)揮其益生作用。

圖1 鼠李糖乳桿菌MP108菌株的耐酸耐膽鹽能力Fig.1 Acid and bile salt tolerance of Lacticaseibacillus rhamnosus MP108

2.2 鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品對糞便含水量和空腸組織形態(tài)的影響

細(xì)菌性腹瀉會導(dǎo)致小鼠糞便不成形,因此通過小鼠的糞便含水量可衡量腹瀉癥狀的變化。與空白組相比,模型組小鼠因腹瀉導(dǎo)致糞便含水量過多,說明腹瀉模型造模成功。與模型組相比較,MP108產(chǎn)品組及高劑量MP108產(chǎn)品組的糞便含水量顯著性降低(<0.05),其中高劑量MP108產(chǎn)品組下降最為顯著(<0.001),同時該組糞便含水量與空白組相當(dāng)(圖2a)。

圖2 鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品對小鼠糞便含水量和空腸組織形態(tài)的影響Fig.2 Effects of Lacticaseibacillus rhamnosus MP108 product on fecal water content and jejunum morphology

空腸H&E染色的切片顯示空白組腸壁無空隙,固有層結(jié)構(gòu)完整且正常,而模型組空腸腸壁變薄,腸壁有空隙,固有層結(jié)構(gòu)松散;腸絨毛變短且失去正常形態(tài),腸通道變寬,形態(tài)不完整,并且有少許炎癥細(xì)胞浸潤(圖2b)。MP108產(chǎn)品組及高劑量MP108產(chǎn)品組相較于模型組,癥狀明顯改變,腸道組織形態(tài)有一定的恢復(fù)作用,腸絨毛長度趨于正常,結(jié)構(gòu)相對完整;腸壁空隙恢復(fù),固有層結(jié)構(gòu)正常,黏膜完整,細(xì)胞浸潤不明顯。

王春榮等認(rèn)為絨毛結(jié)構(gòu)在腸道受到外界病原菌的侵入或發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)時,會因損傷而變短。這給予一定的啟發(fā),益生菌鼠李糖乳桿菌MP108的攝入可以改善由于腸毒性大腸桿菌引起的小鼠空腸損傷。趙凱科等研究顯示使用葎草醇提物治療后與金黃色葡萄球菌感染致腹瀉的模型組小鼠相比癥狀明顯改變,小腸絨毛排列整齊,與空白組結(jié)構(gòu)大致相同。另外研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌在ETEC引起的腹瀉小鼠中改善了腸上皮屏障,此外對DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎小鼠,植物乳桿菌NCU116的胞外多糖EPS116通過減少免疫細(xì)胞浸潤、促進(jìn)小鼠結(jié)腸隱窩的再生以及ISC(腸干細(xì)胞)增殖分化來修復(fù)腸道屏障,還改變了DSS小鼠的菌群結(jié)構(gòu),使腸道再生和聚糖代謝相關(guān)的微生物豐度增加,促使宿主產(chǎn)生更多的細(xì)胞增殖因子,與本文的研究結(jié)果相一致的是鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品灌胃后改善了腹瀉小鼠的小腸結(jié)構(gòu),使其與空白組小鼠的小腸形態(tài)相似,因此鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品具有恢復(fù)小鼠因腹瀉損傷的小腸結(jié)構(gòu)變化的作用。

2.3 鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品調(diào)控腹瀉相關(guān)蛋白水平

AQP3可調(diào)控腸道內(nèi)水分子的吸收,其含量升高則可降低糞便含水量;IgA可影響腸道微環(huán)境的免疫應(yīng)答;ST和TLR4的表達(dá)則與炎癥細(xì)胞的浸潤密切相關(guān)。通過檢測小鼠血清中以上四種腹瀉相關(guān)蛋白含量,判斷鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品緩解腹瀉的作用。與空白組的IgA含量相比,模型組的IgA顯著降低(<0.001);MP108產(chǎn)品及高劑量MP108產(chǎn)品處理之后,IgA 含量顯著上升(<0.01)(圖3a)。此外,高劑量MP108產(chǎn)品組還顯著提高AQP3的水平(<0.001)(圖3b)。與空白組的 ST和 TLR4 相比,模型組的ST和TLR4水平顯著升高(<0.001);鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品可顯著降低ST和TLR4的表達(dá)(<0.001)(圖3c和3d)。綜合說明鼠李糖乳桿菌MP108各產(chǎn)品組具有調(diào)節(jié)緩解細(xì)菌性腹瀉相關(guān)蛋白的作用,可能有助于緩解小鼠的腹瀉癥狀。

圖3 鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品對血清中腹瀉相關(guān)蛋白含量的影響Fig.3 Effects of L.rhamnosus MP108 product on diarrhea related protein content in serum

岳月等研究表明植物乳桿菌能夠緩解ETEC引起的腹瀉,給腹瀉小鼠灌胃植物乳桿菌可以增加AQP3的水平,降低ST和TLR4的水平,這些腹瀉相關(guān)蛋白水平的變化是其緩解腹瀉的原因之一。張睦清等研究表明車前子具有止瀉作用,作用機(jī)制與上調(diào)AQP3基因蛋白的表達(dá)水平,增加小腸對水的吸收、調(diào)節(jié)水液代謝有關(guān)。因此推測鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品可通過調(diào)控腹瀉相關(guān)蛋白水平進(jìn)而有助于緩解腹瀉癥狀。

2.4 鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品降低血清炎癥因子水平

TNF-和IL-6含量的變化可能與腹瀉的發(fā)生和發(fā)展,甚至恢復(fù)密切相關(guān)。在模型組中兩者的含量均相比空白組顯著提高(<0.001),而MP108產(chǎn)品組及高劑量MP108產(chǎn)品組該兩者的含量相比于模型組顯著降低(<0.05)(圖4a和 4b)。IL-10 和IFN-在模型組中含量相比于空白組極顯著下降(<0.01),而在MP108產(chǎn)品組及高劑量MP108產(chǎn)品組中IL-10和IFN-的水平相比于模型組則極顯著提高(<0.01)(圖4c和 4d)。細(xì)菌性腹瀉引起小鼠血清中的炎癥因子的上調(diào),灌胃鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品則有助于降低腹瀉小鼠血清中炎癥因子的水平。

圖4 鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品對血清中細(xì)胞因子含量的影響Fig.4 Effect of L.rhamnosus MP108 product on serum cytokine content

減輕炎癥,增加機(jī)體抗炎能力也是緩解腹瀉的途徑之一。丁曉潔等發(fā)現(xiàn)烏梅丸可以緩解腹瀉癥狀,與降低血清TNF-、IL-6含量有關(guān)。另一項(xiàng)研究顯示,有效緩解腹瀉的雙歧桿菌不僅降低了TNF-,此外還增加IL-10的含量。對炎癥因子的調(diào)節(jié)結(jié)果與本研究一致,鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品可以通過降低血清中 TNF-、IL-6的含量,增加IL-10和IFN-的含量,從而有助于緩解小鼠的腹瀉癥狀。因此,調(diào)控炎性細(xì)胞因子是鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品緩解ETEC引起的腹瀉的重要途徑之一。

2.5 鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品調(diào)節(jié)腹瀉小鼠的腸道菌群

2.5.1多樣性和多樣性 腸道微生物區(qū)系與宿主之間存在共生關(guān)系,這種共生關(guān)系可能受到ETEC發(fā)病機(jī)制的損害。國外一項(xiàng)人群實(shí)驗(yàn)報道了在400名嚴(yán)重急性營養(yǎng)不良兒童中,補(bǔ)充益生菌(鼠李糖乳桿菌GG和動物雙歧桿菌乳雙歧亞種BB-12)可恢復(fù)患兒失調(diào)的腸道菌群,且益生菌的成功定殖可顯著降低腹瀉發(fā)病率。為研究鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品對細(xì)菌性腹瀉小鼠的腸道微生物結(jié)構(gòu)和組成的影響,利用16S rRNA擴(kuò)增測序技術(shù)分析腸道菌群的變化?;贠bserved、Shannon、Simpson和Chao1指數(shù),分別從OTU數(shù)量、物種及豐度、均勻度和物種間進(jìn)化關(guān)系衡量組內(nèi)菌群的多樣性。結(jié)果顯示,小鼠感染后,腸道菌群多樣性顯著降低,尤其體現(xiàn)在 Observed和 Chao1指數(shù)(<0.001)(圖5a和5b)。干預(yù)后,MP108產(chǎn)品組及高劑量MP108產(chǎn)品組小鼠腸道多樣性有不同程度的升高,特別在Shannon和Simpson指數(shù)上顯著增加(<0.01)(圖5c和5d)。說明模型組物種均勻度差異大,物種多樣性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他組別,而通過灌胃鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品可有效提高腸道中物種的豐富度和多樣性。使用基于Bray-Curtis指數(shù)的NMDS分析小鼠腸道微生物多樣性,模型組與其他四組菌群結(jié)構(gòu)差異大,并且MP108產(chǎn)品組及高劑量MP108產(chǎn)品組這兩個干預(yù)組之間的菌群結(jié)構(gòu)也有一定的差異性(圖5e)。

圖5 鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品對小鼠腸道菌群的影響Fig.5 Effects of L.rhamnosus MP108 product on gut microbiota in mice

2.5.2 菌群組成和差異分析 相對于空白組腸道菌群門水平組成,造模后的模型組中Proteobacteria(變形菌門)相對豐度顯著增加,F(xiàn)irmicutes(厚壁菌門)相對豐度劇烈降低;而干預(yù)后,Proteobacteria豐度在兩個鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品組中明顯降低。并且兩個干預(yù)組中Actinobacteria(放線菌門)和Bacteroidetes(擬桿菌門)豐度相較于模型組均增加,高劑量組的Actinobacteria豐度更高,而Bacteroidetes豐度增加不如MP108產(chǎn)品組(圖5f)。通過LEfSe分析發(fā)現(xiàn),模型組的優(yōu)勢菌屬是條件致病菌(大腸埃希菌志賀氏菌),在炎癥條件下具有較高的感染致病能力;在Bin等的研究中,ETEC誘導(dǎo)的腹瀉導(dǎo)致腸道微生物多樣性降低,的相對豐度升高。經(jīng)過干預(yù),鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品組中RC9 gut group,NK4A136 group,UCG_013,6,和則是優(yōu)勢菌屬;而高劑量MP108產(chǎn)品組的優(yōu)勢均屬則是GCA 900066225,UCG_002,和9(圖5g)。MP108產(chǎn)品組和高劑量MP108產(chǎn)品組中優(yōu)勢菌種不同,優(yōu)勢的菌屬均集中在產(chǎn)短鏈脂肪酸的菌屬中,因此,推測灌胃鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品增加腸道菌群的多樣性,提高產(chǎn)SCFA菌屬的豐度,例如,和是產(chǎn)丁酸鹽的關(guān)鍵菌,有助于調(diào)節(jié)小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)和組成,從而改善小鼠的腹瀉癥狀。Liu等的研究表明葛根芩連湯逆轉(zhuǎn)了腸道微生物區(qū)系豐富度的下降,改變了腸道微生物結(jié)構(gòu),增加腸道菌群的多樣性,并顯著增加了(阿克曼氏菌屬),(擬桿菌屬),(梭菌屬)和(瘤胃球菌屬)等產(chǎn)生短鏈脂肪酸的菌屬的相對豐度,減輕豬的腹瀉癥狀。此外,在模型組小鼠腸道中豐度降低,這代表著腸道黏液層較薄,導(dǎo)致腸道屏障功能減弱及細(xì)菌毒素易位,因此,高劑量MP108產(chǎn)品增加的相對豐度有助于改善腸道屏障功能,降低腸道炎癥。RC9 gut group和NK4A136 group為產(chǎn)丁酸菌,對于維持腸道SCFA的水平具有重要的作用。羅伊氏乳桿菌CCFM8631通過增加,NK4A136 group等細(xì)菌的相對豐度和調(diào)節(jié)維生素B6代謝,從而改善高膽固醇血癥。此外,和NK4A136 group等細(xì)菌在鞣花單寧Geraniin處理后富集,有助于緩解高脂飲食誘導(dǎo)的代謝綜合征癥狀。綜上,MP108產(chǎn)品和高劑量MP108產(chǎn)品處理提高小鼠腸道中有益菌的豐度,有助于恢復(fù)腸道菌群的平衡,進(jìn)而改善小鼠細(xì)菌性腹瀉的癥狀。

3 結(jié)論

產(chǎn)品中的鼠李糖乳桿菌MP108可以通過調(diào)節(jié)血清中腹瀉相關(guān)蛋白的水平(<0.05),調(diào)節(jié)腸道微生物失衡,降低條件致病菌的相對豐度,從而有助于減少小鼠糞便的含水量(<0.05);此外,鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品通過抑制血清中促炎因子的表達(dá)(<0.05),提高產(chǎn)SCFA菌群的相對豐度如,,,從而有助于改善腹瀉小鼠的小腸組織病理形態(tài)。綜合來說,鼠李糖乳桿菌MP108產(chǎn)品可能通過調(diào)節(jié)腸道微生物的組成及其代謝活動影響宿主的免疫應(yīng)答及腹瀉相關(guān)蛋白的表達(dá),從而有助于緩解小鼠的腹瀉癥狀。

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