本发明涉及一株提高camp/pka/creb通路修复肠神经的两歧双歧杆菌及其应用,属于微生物领域。
背景技术:
1、胃肠道在维持宿主的正常生理活动中扮演着关键角色,包括食物和废物的顺利运输、营养物质的消化和吸收、信号分子和抗菌物质的分泌、肠道屏障的保持完整性、肠道菌群的平衡维持以及预防病原体的侵入等重要功能。这些关键过程的调节主要依赖于肠神经系统(enteric nervous system,ens),它被认为是胃肠道消化和防御功能调控的核心。
2、ens,即肠道内神经系统,是一种独立于中枢神经系统的神经系统,由神经元、胶质细胞、胶质纤维和胃肠激素等组成。ens在肠道功能调节中发挥着重要作用,其主要功能包括调节肠道平滑肌的收缩和舒张、调节肠道激素的分泌、感知肠内容物的变化以及协调肠道各部分的运动,以维持肠道的正常蠕动和消化系统的正常功能。肠神经受损可能受多种因素影响,包括生活方式、饮食习惯和健康状况等,其中抗生素的使用是一个重要因素。抗生素的使用不仅会消灭目标病原体,还会对肠道内的益生菌和其他微生物群落造成影响,导致肠道微生态平衡的紊乱。肠道微生态失衡可能导致炎症反应的增加、神经递质的紊乱和肠道黏膜屏障的破坏,进而对肠道神经系统产生不利影响,引起消化系统的各种功能异常和相关症状,严重影响患者的生活质量和健康状况。
3、camp-pka-creb通路是一个重要的信号传导途径,在维持肠道稳态中发挥着关键作用。该通路与肠道微生物之间存在复杂的相互作用关系,共同调节着肠道免疫和神经系统的功能。首先,camp-pka-creb通路能够调节神经元的兴奋性,影响神经元的放电活动和神经递质的释放。通过调节离子通道的活性和神经递质合成释放,影响神经元的兴奋性和突触传递,促进神经元的生长、分化和存活;其次creb是一种转录因子,可以调节多种基因的转录活性,包括与细胞增殖、存活和分化相关的基因。激活creb可以促进神经元的增殖和存活,有助于神经系统的发育和修复;此外camp-pka-creb通路还可以调节炎症和应激反应。通过调节炎症相关基因的转录活性,影响免疫细胞的活化和炎症介质的释放,从而调节炎症和应激反应的发生和进展。这些作用对于维持肠道的正常功能和适应环境变化至关重要。在疾病方面,肠易激综合征(ibs)是最常见的胃肠道(gi)疾病之一,研究表明,ibs通过camp-pka途径引起炎症细胞因子的释放、免疫系统的激活和液态水代谢异常。另外,激活camp/pka/creb信号通路可以发挥调节溃疡性结肠炎(uc)中水液代谢及肠上皮通透性的异常。camp/pka/creb信号通路还可以促进脑源性神经营养因子(bdnf)的分泌,释放的bdnf蛋白可以通过作用于肠道神经元的bdnf受体,如trkb受体,来影响肠神经系统的发育。
4、因此,深入了解益生菌如何修复肠神经系统,阐明其发挥作用的通路,不仅有助于揭示肠道微生物与神经系统之间的相互作用机制,还为开发新的肠道微生物调节剂提供了潜在的靶点和机制。这一研究方向的深入探索将有助于拓展我们对肠道微生物对宿主健康的影响的理解,为肠道相关疾病的治疗和预防提供更有效的策略。然而,现有技术中尚未发现能够有效修复肠神经系统,从而缓解抗生素引起的肠动力异常和肠神经损伤的菌株。
技术实现思路
1、[技术问题]
2、本发明的目的是提供一株可缓解抗生素引起肠动力及肠神经损伤的两歧双歧杆菌,并且提供该菌株的应用。
3、[技术方案]
4、为了解决上述技术问题,本发明提供了一株两歧双歧杆菌(bifidobacteriumbifidum)ccfm1390,能够有效的修复肠神经系统。与阳性对照菌株ccfm1163组相比,s100β和gfap表达量较ccfm1163组分别提高了36.78%和58.06%,pgp9.5表达量提高了78.90%。炎症反应明显改善,肠道屏障得到修复,表明该菌株能够修复肠神经系统并缓解由肠神经受损导致的多种不利影响,从而给由于服用抗生素导致肠神经系统异常及肠道动力受损的患者带来帮助。
5、本发明提供了一株两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390,所述两歧双歧杆菌于2024年6月14日保藏于广东省科学院微生物研究所,保藏编号为gdmcc no:64756,保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼广东省微生物研究所。
6、所述两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)来自于成人的粪便样本中该菌株经测序分析,将测序得到的序列在ncbi standard nucleotide blast中进行核酸序列比对,结果显示与两歧双歧杆菌属的核酸序列相似度为100%;结果显示菌株为两歧双歧杆菌,将其命名为两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390。
7、所述两歧双歧杆菌ccfm1390具有下述生物学特性:
8、(1)菌体特征:为革兰氏染色阳性的无芽孢杆菌,菌体约0.5-1.3μm×1.5-8μm,多形性明显。
9、(2)菌落特征:在含0.1%l-半胱氨酸盐酸盐的mrs培养基上划线培养48h后形成明显的菌落,直径在0.2-2.5mm之间,圆形,凸面或透镜状,微白,不透明,有平滑至粘液状的柔软表面,不形成菌丝体。
10、(3)生长特性:该菌株最适生长温度为36-38℃,32-38℃生长良好,但是能够在45℃下进行生长,成活率高。最适初始ph为6-7,ph 5.5或以下生长较少。在含有葡萄糖的培养液中厌氧培养生长良好,培养20h即进入对数期后期或稳定期前期,液体管混浊,最终ph为4.0-4.8。
11、(4)对模拟胃肠液具有较好的耐受能力。
12、(5)具有粘附性,能够较好的粘附在结肠癌细胞ht-29上。
13、(6)显著提高结肠组织中肠神经元及肠神经胶质细胞的数量,上调结肠组织camp/pka/creb通路的表达,促进神经营养因子bdnf的分泌,促进兴奋性神经递质的释放,修复肠道机械屏障,降低肠道炎症水平,缓解肠道运动障碍。
14、本发明还提供了一种含有上述两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390的微生物制剂。
15、本发明还提供了一种食品,所述食品中含有上述两歧双歧杆菌(bifidobacteriumbifidum)ccfm1390或所述微生物制剂。
16、在本发明的一种实施方式中,所述食品为发酵食品,所述发酵食品为使用两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390发酵生产制得,所述发酵食品包括固态食品、液态食品、半固态食品。
17、在本发明的一种实施方式中,所述两歧双歧杆菌在食品中的添加量至少为1×108cfu/ml或1×108cfu/g。
18、在本发明的一种实施方式中,所述发酵食品包括乳制品、豆制品或果蔬制品。
19、在本发明的一种实施方式中,所述乳制品为发酵乳制品,包括发酵乳、发酵乳饮料、奶油、乳酪或乳粉;所述豆制品包括豆奶、豆乳饮料、豆乳粉;所述果蔬制品包括以白菜、白萝卜、黄瓜、甜菜、黄桃或杨梅为原料发酵的发酵果蔬饮品或食品。
20、本发明还提供了一种药品,所述药品中含有上述两歧双歧杆菌(bifidobacteriumbifidum)ccfm1390或上述微生物菌剂。
21、在本发明的一种实施方式中,所述药品包含两歧双歧杆菌ccfm1390以及能够在药学上允许的载体。
22、在本发明的一种实施方式中,所述载体包括医学上通常使用的填充剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂、润滑剂、矫味剂中的一种或多种。
23、在本发明的一种实施方式中,所述药品的剂型包括颗粒剂、胶囊剂、片剂、丸剂或口服液。
24、在本发明的一种实施方式中,所述两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390在药品中的添加量至少为1×108cfu/ml或1×108cfu/g。
25、本发明还提供了一种有助于润肠通便的保健品,所述保健品含上述两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390或上述微生物菌剂。
26、本发明还提供了上述两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390或上述微生物菌剂在制备缓解肠道神经受损的药品中的应用,所述的缓解肠道受损包括以下至少一种:
27、(a)增加肠神经胶质细胞及肠神经元数量;
28、(b)上调肠道中的camp/pka/creb通路;
29、(c)提高肠神经受损结肠组织中神经营养因子bdnf的表达;
30、(d)提高肠神经受损结肠组织中神经递质ach、sp、no的含量;
31、(e)提高肠神经受损结肠组织中抑炎因子il-10的含量,降低促炎因子cxcl-1的含量;
32、(f)提高肠神经受损结肠组织中三种tj蛋白(occludin/claudin-3/zo-1)表达;
33、(g)缓解动力减弱型肠道运动障碍及提高肠道重吸收水能力;
34、本发明还提供含有所述两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390的菌剂。
35、在本发明的一种实施方式中,所述菌剂中两歧双歧杆菌(bifidobacteriumbifidum)ccfm1390的活菌数量≥1×108cfu/g或1×108cfu/ml。
36、在本发明的一种实施方式中,所述菌剂是将含有两歧双歧杆菌(bifidobacteriumbifidum)ccfm1390的菌液干燥得到的活菌数量≥1×108cfu/g或1×108cfu/ml的粉剂。
37、在本发明的一种实施方式中,所述干燥是指真空冷冻干燥。
38、有益效果
39、(1)本发明的两歧双歧杆菌ccfm1390活性较好,能显著提高结肠组织中肠神经胶质细胞及神经元的数量,提高结肠组织中camp/pka/creb通路的表达(分别较模型组提高67.97%、69.07%、52.46%)促进神经营养因子bdnf的分泌(较模型组提高了171.83%),另外可以促进兴奋性神经递质ach、sp、no的释放(较模型组分别提高了104.11%、53.51%、70.45%),修复肠神经系统,改善肠道组织的炎症反应,调节肠道运动。重要的是,两歧双歧杆菌ccfm1390上述指标上效果要明显优于ccfm1163,且s100β和gfap表达量较ccfm1163组分别提高了36.78%和58.06%,pgp9.5表达量提高了78.90%。因此,此菌株对于肠神经的修复效果更为明显。
40、(2)本发明所述两歧双歧杆菌ccfm1390可以有效缓解抗生素引起的肠动力障碍,具体表现为:降低由抗生素引发的粪便含水量升高、首粒黑便时间延长和小肠推进率降低,使相应指标恢复至与对照组相当的水平。
41、(3)本发明可以视为一种缓解或治疗由于抗生素使用导致肠道运动障碍及肠神经受损的药物,还可以应用于药品或者是一些发酵食品及功能性食品中,从而广泛发挥其作用,具有非常有价值的应用前景。
42、生物材料保藏
43、一株两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390,其分类学命名为:bifidobacterium bifidum,于2024年6月14日保藏于广东省科学院微生物研究所,保藏编号为gdmcc no:64756,保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼广东省微生物研究所。
1.一株两歧双歧杆菌(bifidobacterium bifidum)ccfm1390,于2024年6月14日保藏于广东省科学院微生物研究所,保藏编号为gdmcc no:64756,保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼广东省微生物研究所。
2.含有权利要求1所述的两歧双歧杆菌的微生物菌剂。
3.一种食品,其特征在于,所述食品含权利要求1所述的两歧双歧杆菌ccfm1390或权利要求2所述的微生物菌剂。
4.如权利要求3所述的食品,其特征在于,所述食品包括发酵食品。
5.如权利要求3或4所述的食品,其特征在于,所述两歧双歧杆菌ccfm1390在食品中的添加量至少为1×108cfu/ml或1×108cfu/g。
6.一种药品,其特征在于,所述药品含有权利要求1所述的两歧双歧杆菌ccfm1390或权利要求2所述的微生物菌剂。
7.如权利要求6所述的药品,其特征在于,所述药品的剂型包括颗粒剂、胶囊剂、片剂、丸剂或口服液。
8.如权利要求6或7所述的药品,其特征在于,所述两歧双歧杆菌在药品中的添加量至少为1×108cfu/ml或1×108cfu/g。
9.一种有助于润肠通便的保健品,其特征在于,所述保健品含权利要求1所述的两歧双歧杆菌ccfm1390或权利要求2所述的微生物菌剂。
10.权利要求1所述的两歧双歧杆菌或权利要求2所述的微生物菌剂在制备缓解肠道神经受损的药品中的应用,其特征在于,所述的缓解肠道受损包括以下至少一种: