《中國食品學報》2024年第24卷第4期青年論壇??d了海南大學劉欣蕾,甄冬玉,張家超的文章《定向馴化羅伊氏粘液乳桿菌F22A089尿酸降解能力研究》。
基金項目:國家自然科學基金優秀青年基金項目
引用信息:劉欣蕾,甄冬玉,張家超. 定向馴化羅伊氏粘液乳桿菌F22A089尿酸降解能力研究.中國食品學報, 2024, 24(4): 9-21.
1.背景及目的
通過施加特定的環境條件使菌株朝著特定的方向進化,定向馴化得到的菌株使特定益生功能增強具有可行性。由于益生菌在宿主體內可進行適應性進化,通過宿主選擇壓力獲得新的功能特征,因此可以嘗試利用宿主選擇壓力對菌株進行定向馴化。
高尿酸血癥判定標準通常為血清中尿酸濃度超過420 μmol/L,近年來發病率逐年升高。人體中,作為尿酸前體物質的核苷主要有肌苷、鳥苷兩種,細胞中的核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷,核苷經由嘌呤堿最終變為尿酸(Uric acid,UA),降低宿主體內的核苷含量,有助于減少尿酸含量。常見的降尿酸藥物主要有別嘌呤、非布司他和苯溴馬隆等,然而服用藥物可能會導致如嚴重過敏反應,增加不可預知的心臟相關死亡風險和肝毒性等副作用。因此,研究安全、有效的降尿酸方式具有重大意義。益生菌具有較好的降尿酸效果,通過定向馴化將益生菌降解核苷的作用放大,可使其降尿酸效果大大增加。
2.研究方法
本研究首先對具有核苷降解能力的益生菌進行篩選,而后選擇降解能力較強的益生菌株,通過體外和體內馴化羅伊氏粘液乳桿菌F22A089降解核苷的能力,探究增強其核苷降解能力的馴化方法,并對馴化菌株進行全基因組測序及突變位點分析,甄別其相關突變功能基因,為通過宿主腸道定向馴化益生菌,增強其功能,提供切實可行的馴化策略和理論依據。
3.研究結果
體外馴化無法快速增強益生菌株的核苷降解能力,馴化3周后,菌株降解核苷的能力仍無顯著變化。而通過飲食驅動小鼠體內的高尿酸腸道環境對益生菌株進行體內馴化的研究表明,羅伊氏粘液乳桿菌F22A089馴化株增強了對核苷的降解能力,部分菌株對鳥苷的降解率達到原始菌株的2倍,說明通過宿主腸道選擇壓力對益生菌株定向馴化具有可行性。對馴化菌株進行全基因組及轉錄組測序及突變位點分析,共注釋到3個與降尿酸能力相關的突變基因(pbuG_1,rihB和yusV),這些功能基因的突變與馴化菌株降尿酸能力增強密切相關。
4.研究結論
本研究創新地通過體內馴化的方式來定向馴化菌株,提高其對尿酸的降解能力,為通過宿主腸道定向馴化益生菌功能提供了切實可行的馴化方法,也為后續更多益生菌的有益功能的增強提供了理論依據。本研究為初步探索,對馴化菌株降尿酸的能力驗證僅通過體外核苷降解率來判斷,后續研究工作將圍繞以下3個方面:1)在高尿酸模型小鼠體內進行表型驗證。2)厘清馴化菌株降尿酸能力增強與具體基因功能發揮的作用機制。3)探尋有針對性增強益生菌株馴化的普適性方法。
原文鏈接:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=8dkf_uZKVx09_7XbCmYJLwjlWaKMZhF5rYtC69AAxy4BCEhbVf1y6rWac8XX0tRmrTdp4htLkeJtxT1E4ji7cFnw-uxgDOJXFAQGKVjA1cdm1Zd3f5o5DQ==&uniplatform=NZKPT