地衣芽胞杆菌在消化系统疾病中的应用

地衣芽胞杆菌在土壤等环境中普遍存在,体外研究显示该菌株的代谢产物可对致病菌的生长产生抑制作用。地衣芽胞杆菌活菌制剂进入肠道后可产生多种抗菌物质,并可通过生物夺氧作用改善肠道内环境,具有调节肠道微生态,改善消化道屏障功能,减轻炎症反应,增强免疫功能等作用,在肠道菌群失调相关疾病中应用前景广阔。地衣芽胞杆菌活菌制剂已广泛应用于腹泻疾病的治疗,并在炎症性肠病、某些肝病及幽门螺杆菌根除等治疗的研究中显示出其在改善肠道内环境,促进病情缓解的疗效。本文将对地衣芽胞杆菌活菌制剂及其消化系统疾病中的应用进行简要的叙述,并对该益生菌的研究方向做初步的探讨。     

低聚果糖体内外对肠道菌的影响

目的 :了解低聚果糖 (FOS)体内外对肠道菌双歧杆菌、类杆菌和肠杆菌科菌的增殖作用。方法 :FOS 1g/ (kg· bw· d) ,灌服 (ig)小鼠 ,连续 14 d后 ,取粪便 ,选择性培养基平板菌落计数法测各菌群。体外试验中 ,按 1%的 FOS添加到各人肠道分离菌培养液中 ,培养 2 4h后测其吸光度 A值和 p H值变化。结果 :ig FOS的小鼠肠道双歧杆菌和肠杆菌数量分别是 9.16± 0 .67和 8.3 3± 0 .70 (log10 N CFU/ g) ,高于对照组(P<0 .0 5)。 FOS体外对各肠道分离菌均有增殖作用 ,依大小分别是双歧杆菌、类杆菌和肠杆菌 ,其 A值分别增加了 0 .8～ 1.192、0 .80 2和 0 .198～ 0 .461,其 p H值分别降低了 1.5～ 1.68、1.2和 0 .2～ 0 .58。结论 :FOS体内外有相对选择性增殖双歧杆菌的作用 ,对类杆菌和肠杆菌也有调整作用     

利用SpyTag/SpyCatcher构建胞内自组装多酶复合体实现高效生物合成

SpyTagr和SpyCatche可通过自发反应形成共价键,产生稳定的分子自组装体。酶分子自组装体因具有高效有序的催化特性在合成生物学和纳米技术领域具有重要的应用价值。为探索SpyTag/SpyCatcher在大肠杆菌胞内多酶复合体系形成有序自组装分子能力,将SpyTagr和SpyCatche分别与P450BM3m单加氧酶和葡萄糖脱氢酶GDH进行融合表达,以期产生具有辅酶再生循环系统、高效生物合成靛蓝分子的SpyTag/SpyCatcher双酶自组装复合体。首先,通过电泳及质谱对重组工程菌表达蛋白进行分析,证实SpyCatcher-P450BM3m与SpyTag-GDH在胞内成功形成了自组装多酶复合体;然后,系统分析不同培养条件下组装体合成靛蓝的能力。结果发现,经0.5mmol/L IPTG诱导后,菌体在16℃继续培养18h后,工程菌对吲哚(2mmol/L)与葡萄糖(4mmol/L)的全细胞催化能力最强,靛蓝产量最高达258mg/L,是未组装多酶系统的1.9倍,比P450BM3m单酶表达系统高约2.4倍;反应70min后达到反应平衡,转化率为52%。成功实现了SpyTag/SpyCatcher介导的多酶体系在大肠杆菌细胞中的自组装和高效转化体系,为胞内多酶复合物组装体的设计提供了新思路。     

伤寒沙门菌耐药质粒体内接合转移的研究

目的研究伤寒沙门菌耐药质粒pRST98在小鼠体内向大肠埃希菌的接合转移,比较质粒在体内、外接合转移的异同。方法由于伤寒沙门菌是一种只对人类致病的病原菌,因此将伤寒沙门菌的耐药质粒pRST98导入遗传背景明确的鼠伤寒沙门菌低毒株RIA中,用接合子pRST98/RIA口饲BALB/c小鼠进行体内接合转移。结果在体外伤寒沙门菌很容易将pRST98转移给大肠埃希菌E.coliK12W1485(F-)RifrLac+,该接合子又可将pRST98转移给鼠伤寒沙门菌RIA,但在不同宿主菌中耐药标志的表达有差异。未经人工感染小鼠肠道分离的大肠埃希菌耐药情况严重,口饲pRST98/RIA后出现了部分耐药标志与pRST98耐药谱相同的大肠埃希菌,但有些抗生素的耐药标记未能表达。质粒检测显示体内形成的接合子均含耐药质粒pRST98。结论伤寒沙门菌耐药质粒pRST98在动物体内、外均可转移给大肠埃希菌,但同一质粒在体内、外大肠埃希菌株中耐药标志表达有差异,即使在同一小鼠体内分离的不同接合子,pRST98/E.coli菌株耐药性亦有不同,显示耐药质粒表达的多样性和复杂性。     

口服幽门螺杆菌疫苗候选株对小鼠肠道菌群的影响

目的:考察口服幽门螺杆菌疫苗候选株SH02对小鼠肠道菌群的影响。方法:采用PCR扩增的方法检测疫苗用载体菌侵袭性相关基因缺失状况,用豚鼠角结膜侵袭试验进一步确证其是否具有上皮细胞侵袭能力;用小鼠口服灌胃的方式检测SH02在小鼠体内的组织分布,在肠道的存留时间与活菌数;取小鼠灌胃前(0 d)和灌胃后(2、8 d)的粪便样本,提取基因组DNA,用细菌16S r RNA基因高通量测序的方式,分析评价口服幽门螺杆菌疫苗候选株SH02对小鼠肠道正常菌群的影响。结果:载体菌FWL01侵袭性相关基因缺失,不具有对上皮细胞的侵袭能力;SH02经口服灌胃小鼠后不能侵入机体组织内部,仅在小鼠肠道可以检测到疫苗株活菌,灌胃后24、48 h肠道粪便中活菌数分别为1.19×10~5和2.42×10~3CFU/g,72和96 h在小鼠肠道粪便中没有检测到SH02活菌存在;细菌16S r RNA基因高通量测序与分析结果表明,口服幽门螺杆菌疫苗候选株SH02对小鼠肠道菌群不会产生明显的影响。结论:口服幽门螺杆菌疫苗候选株SH02对小鼠肠道正常菌群没有明显影响。     

大黄鱼源溶藻弧菌的鉴定及其菌蜕制备

【背景】菌蜕是诱导Phi X174噬菌体裂解基因E(Lysis E)在革兰氏阴性菌中表达后所获得无细胞内容物的细菌空壳。菌蜕生物安全性高,能以类似活菌方式诱导机体产生良好的系统和黏膜免疫应答。【目的】对分离自患溃疡病大黄鱼肝脏中的病原菌株16-3进行种属鉴定,利用温控调节表达系统控制Phi X174噬菌体裂解基因E在该菌株中的表达来制备菌蜕,为防控鱼类溶藻弧菌感染提供有效手段。【方法】采用形态特征观察、生理生化特性测定及16S r RNA基因序列分析等方法对菌株16-3进行鉴定;构建温控裂解质粒p BV220-Lysis E,并将其电转至溶藻弧菌菌株16-3,形成重组溶藻弧菌菌株16-3(p BV220-Lysis E);将不同起始浓度的重组溶藻弧菌培养物同时进行42°C升温诱导,比较其溶菌动力曲线和裂解效率的差异;在最佳条件下制备溶藻弧菌菌株16-3菌蜕,电镜观察其形态与结构,采用倾注平板法测定冻干菌蜕中的活菌数。【结果】综合菌株16-3在形态、生理生化及16S r RNA基因系统发育等方面的特性,确定其为溶藻弧菌;构建了温控裂解质粒p BV220-Lysis E和重组溶藻弧菌菌株16-3(p BV220-Lysis E);溶藻弧菌菌株16-3菌蜕制备的最佳条件是选择起始浓度OD600为0.3的菌液进行诱导,诱导3 h后即可收获菌蜕,其裂解效率为96.9%,但经冻干处理后的菌蜕无活菌残留;电镜观察发现菌株16-3菌蜕保持原细胞的基本形态,但细胞表面有明显的溶菌孔道,且由于细胞内容流失而使细胞表面发生皱缩。【结论】制备出溶藻弧菌菌株16-3菌蜕,为其作为疫苗或疫苗递送载体奠定了基础。     

香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌在无菌猪肠道中的定殖

【背景】已有研究表明,微生物在宿主肠道中的定殖受宿主、肠道环境、微生物物种特性和菌株来源等多个因素的影响。一般认为,来源于同类宿主的微生物菌株,在该类宿主肠道中具有定殖优势,但缺乏在物种和菌株水平上研究微生物自身特性在宿主肠道中定殖的研究报道。【目的】将不同来源(同类宿主肠道、非同类宿主肠道和非肠道环境)、具有不同生物学特性的3株香坊肠球菌(Enterococcus xiangfangensis)和4株罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)对无菌猪肠道进行定殖,在物种和菌株2个水平上探究物种特性和菌株来源对宿主肠道定殖的偏好性,揭示影响微生物定殖效率的关键因素。【方法】在本项研究中,将从藏猪(Tibetan pigs)、小鼠(ob/ob mice)、食蟹猴(Macaca fascicularis)和发酵食品中分离得到的多株香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌,制成混合菌剂对无菌巴马香猪(Bama miniature pig)进行为期4周的饲喂,并通过实时荧光定量PCR方法检测这7株菌在无菌猪肠道中的定殖情况。【结果】在物种水平上,香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌在无菌猪体内具有相近的定殖细胞数目。但是在菌株水平上,小鼠来源的香坊肠球菌(EX-MS)和罗伊氏乳杆菌(LR-MS)定殖的细胞数目显著高于其他5株菌,表明小鼠来源的菌株具有定殖优势。在体外混合培养中,将3株香坊肠球菌和4株罗伊氏乳杆菌分别等比例混合培养72 h后,发现香坊肠球菌EX-MS菌株的细胞数目高于香坊肠球菌EX-MK和EX-PG菌株;在罗伊氏乳杆菌中,4株菌的细胞数目相近。7株菌相互作用表明,EX-MS菌株对EX-MK和EX-PG菌株均有明显的抑制作用,但对4株罗伊氏乳杆菌无抑制作用。【结论】本次定殖实验的结果表明,在物种水平上,香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌均具有在无菌猪肠道中良好的定殖能力;但在菌株水平上,小鼠来源的香坊肠球菌EX-MS菌株和罗伊氏乳杆菌LR-MS菌株具有定殖优势;同时发现,小鼠来源的香坊肠球菌EX-MS菌株通过抑制同物种的EX-PG和EX-MK菌株,获得了在宿主肠道中的定殖优势。     

L.sp.HXQ 001 菌在小鼠肠道定植的实验研究

研究Ｌ·ｓｐ．ＨＸＱ００１菌株对小鼠的有益作用。通过对口服该菌液使之定植于小鼠肠道,分离小鼠粪便、肠段匀浆中该菌菌落及作肠段切片ＨＥ染色,肠道的正常防御机制不能杀灭该菌,并能在小鼠肠道定植,且以结肠为主。该菌定植肠段有淋巴细胞浸润,但无变性坏死等变化,显示生理性炎症反应。Ｌ．ｓｐ．ＨＸＱ００１菌株不是小鼠肠道正常菌群但仍可定植于肠道、激发机体免疫应答。有望成为新的肠道微生态调节剂。     

光合细菌2c菌株益生特性的实验研究

目的研究沼泽红假单胞菌2c菌株益生特性。方法利用耐酸、耐胆盐、体外黏附、平板抑菌试验及大鼠摄入2c菌株后在其体内的存活和持续时间实验研究其益生特性。结果pH2.5条件下处理30min及0.5%或0.9%牛胆盐处理对2c菌株活菌数无显著影响(P0.05);2c菌株体外对4株临床致病菌无抑制作用,体外黏附性能一般。2c菌株在大鼠体内存活和持续时间与摄入剂量有关,停止摄入3d后便不能富集出。结论2c菌株具有较好益生特性。     

肺炎链球菌pcsB组成型表达的yycF缺陷菌株的构建及其致病能力

【背景】YycFG双组分系统是肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae,S. pn)应对外界环境的重要信息传递系统,其中表达反应调节子YycF的编码基因是肺炎链球菌生长的必需基因,但其是否调控细菌毒力尚不清楚。【目的】构建肺炎链球菌pcsB组成型表达及yycF缺陷菌,分析YycF对肺炎链球菌生物学特征和毒力的影响。【方法】采用Janus cassette (JC)反选的方法构建pcsB组成型表达菌株(Pc-PcsB~+),从该菌株出发用替代失活的方法构建yycF缺陷菌株(Pc-PcsB~+DyycF),比较野生株D39rpsl41、pcsB组成型表达株及yycF缺陷株的生长特性、荚膜多糖(capsular polysaccharide,CPS)含量、粘附侵袭能力和致病性的差异。【结果】成功构建pcsB组成型表达的yycF缺陷菌株(Pc-PcsB+DyycF);yycF缺陷导致细菌生长缓慢、分裂异常、胞内荚膜多糖和小分子荚膜多糖增多;体外实验结果显示,yycF缺陷菌株粘附能力较Pc-PcsB~+菌株减弱(P=0.006)。体内毒力实验显示,感染野生菌的小鼠全部死亡,感染Pc-PcsB+和Pc-PcsB~+DyycF菌株的小鼠死亡率分别为91.7%、75%,二者没有统计学差异(P=0.183),但Pc-PcsB~+DyycF菌株感染组有降低趋势;定殖结果显示,yycF缺陷菌株感染组的肺匀浆菌载量显著低于对照组(P=0.033)。【结论】成功构建yycF缺陷菌株,并初步证明yycF基因会影响肺炎链球菌的生物性状和致病能力,为后续探讨YycFG双组分系统对肺炎链球菌致病能力调控机制的研究奠定了基础。     

分子文库展示技术

分子文库展示技术是一系列广泛应用于多肽、蛋白质及药物筛选和研究蛋白质间相互作用的有效的生物学技术。它将组合成的具有一定长度的随机序列寡核苷酸片段(或cDNA)克隆到特定表达载体中,使其表达产物(多肽片段或蛋白质结构域)以融合蛋白的形式展示在活的噬菌体或细胞表面。根据其蛋白质表达是否依赖于宿主表达系统,分为体内表达展示系统和无细胞展示系统(体外表达展示系统)。就其展示的部位不同又可分为噬菌体展示技术、细胞表面展示技术、核糖体展示技术、mRNA展示技术等。现对各种展示技术的基本原理及相关应用做简要综述。     

白蚁肠道内纤维素酶产生菌的筛选及其酶活性

从黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus Shiraki)肠道内筛选具有纤维素降解能力的细菌,并研究其酶活性。结果表明:筛选得到5株菌株,活力较高的菌株CMC-4被鉴定为土白蚁特拉布尔希氏菌Z-4(Trabulsiella odontotermitis ZJSRU-4)。同时对菌株T.odontotermitis ZJSRU-4进行了系统的研究,它具有完整的纤维素酶系统,主要产羧甲基纤维素酶(CMCase)和β-葡萄糖苷酶,滤纸酶的活力较低。在以羧甲基纤维素钠为碳源的培养基中培养36 h,发酵液中CMCase的比酶活达到20.8 U/m L,培养44 h,β-糖苷酶的比酶活达到18.2 U/m L。CMCase和β-葡萄糖苷酶作用的p H分别为6.0和6.5,它们作用的最适温度都为40℃。该菌对纤维质原料具有降解能力,具有潜在的应用价值。     

已经转化成需氧菌的双歧杆菌在无菌小鼠体内厌氧菌特性的恢复

严格厌氧的双叉双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)转化成了需氧的链球菌样的细菌。该菌株在试管内不能,但能在体内实验系统返转为厌氦菌。这个厌氧型的返转菌株,可由雌雄同居的和配对的单染的无菌小鼠取得。     

一株抑制单增李斯特菌感染的S.epidermidis G26菌株的分离筛选

本研究从BALB/c小鼠粪便中分离筛选得到一株具有抑制单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)感染的G26菌株。通过16S rDNA鉴定分离株G26为表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis G26)。体外试验证明G26能够显著抑制Lm生长;动物实验表明,分离株G26能够降低单增李斯特菌感染小鼠的死亡率,减少单增李斯特菌在小鼠肠道内的含量和粪便检出量。结果表明,分离株G26可以作为一种具有治疗单增李斯特菌感染作用的潜在的益生菌。     

膳食中高n-6/n-3多不饱和脂肪酸比值对小鼠肠道菌群的影响

目的:探讨小鼠膳食中高n-6/n-3多不饱和脂肪酸比值对肠道菌群的影响。方法:随机选取健康的30只C57/B6小鼠分为对照组(基础饲料)、花生四烯酸组(基础饲料+10%花生四烯酸)、鱼油组(基础饲料+10%鱼油)。喂食16周,16周后提取小鼠肠道菌群宏基因组DNA,采用Roche 454测序技术对肠道菌群16Sr RNA基因V3-V5区域进行测序,对菌群的组成结构以及含量的变化进行分析。结果:花生四烯酸组小鼠体内厚壁菌门的含量达到(55.3±5.26)%,与对照组小鼠体内厚壁菌门的含量(30.23±8.75)%相比显著性升高(P0.05)。并且花生四烯酸组小鼠体内变形菌门的含量(3±0.762)%与对照组(1.5±0.265)%相比也显著性上升(P0.05)。结论:膳食中高n-6/n-3多不饱和脂肪酸比值会造成小鼠体内肠道菌群组成结构的失衡,导致厚壁菌门以及变形菌门的含量上升。     

假想的脂蛋白连接酶对肺炎链球菌毒力的影响

【目的】探索假想脂蛋白连接酶(putative lipoate-protein ligase,LPL)对肺炎链球菌毒力的影响。【方法】采用长臂同源多聚酶链式反应(LFH-PCR)的方法失活lpl基因,通过PCR、测序鉴定缺陷菌株,采用细胞实验比较缺陷菌和野生菌对宿主细胞的粘附能力,并通过动物实验观察lpl基因缺陷后菌株毒力的变化。【结果】小鼠毒力实验表明野生菌株和缺陷株半数致死时间均为12h,两者比较无统计学差异;缺陷菌在对宿主细胞的粘附能力明显高于野生菌株(P0.01);体外荚膜染色实验表明,野生菌和缺陷菌均有荚膜。【结论】实验结果提示lpl基因对细菌粘附宿主细胞有抑制作用,但不影响其腹腔感染小鼠的能力。     

罗伊乳杆菌LE16益生特性的研究

目的研究罗伊乳杆菌LE16的益生特性。方法通过体外和动物实验,评价罗伊乳杆菌LE16的益生特性。结果该菌株对p H 2.5的强酸和0.3%高胆盐环境均有良好的耐受性。对引起肠道感染的几种病原菌均有不同程度的拮抗,尤其对枯草芽胞杆菌、伤寒沙门菌、单核细胞增生李斯特菌及蜡样芽胞杆菌的抑制作用最强。对肠道菌群正常和失调的小鼠均具有调节功能。结论罗伊乳杆菌LE16具有良好的益生性能,可作为益生菌菌株开发应用于食品和保健食品中。     

微生态制剂(双歧三联活菌胶囊)治疗肠易激综合征的临床观察

双歧三联活菌胶囊(贝飞达,Bifido)是中国预防医学科学院流研所海斯药业有限公司开发出的新一代微生态制剂,为长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪肠球菌经适当配合制成的活菌制剂,该3种菌皆分离自健康人体,易于在肠道定植,能直接补充肠道正常生理细菌,通过生物拮抗,抑制病原菌,调整肠道菌群失调,改善肠道功能和肝功能,增强免疫,预防肠道肿瘤等多种生理作用.我科用双歧三联活菌胶囊治疗腹泻型肠易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS),旨在评价双歧在联活菌胶囊在IBS治疗中的疗效和安全性,探讨肠道感染和肠道菌群失调与IBS的发病关系.     

毒素-抗毒素系统介导滞留菌形成机制

滞留菌是一类处于低代谢休眠状态的抗生素耐受细菌亚群，能够在致死性压力应激后存活下来，是抗生素治疗失败和复发性感染的主要原因之一。毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system, TA)作为压力应激模块普遍存在于各种细菌中，由稳定的毒素和不稳定但可以中和毒素的同源抗毒素组成。压力情况下，第二信使(p)ppGpp激活Lon,随后大多数II型TA系统被激活，诱导滞留菌形成。同样在(p)ppGpp存在的情况下，Obg刺激hokB转录，使毒素积累，抑制细菌DNA复制、转录、翻译等重要的生理过程，驱动细菌形成滞留菌。SOS反应是激活TA系统的另一个主要途径，解除了对tisB转录的抑制，使其在细胞内积累并插入细胞膜，破坏质子动力势，降低胞内ATP水平，诱使休眠和滞留菌形成。讨论TA系统介导滞留菌形成的机制有助于提出新型抗菌策略。     

桑树内生拮抗细菌Burkholderia cepacia Lu10-1的分离鉴定及其内生定殖

[目的]对从健康桑树叶片中分离到的一株内生拮抗细菌Lu10-1进行鉴定,并探讨该菌株在桑树体内的定殖.[方法]通过形态观察、生理生化指标测定及16S rRNA基因序列同源性分析,结合recA基因特异引物PCR检测法对菌株Lu10-1进行分类学鉴定;以抗利福平(Rif)和氨苄青霉素(Amp)双抗药性为标记,采用浸种、浸根、涂叶和针刺等方法接种,测定Lu10-1菌株在桑树体内的定殖.[结果]结果表明,菌株Lu10-1属于伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia),与亲缘关系较近菌株B.cepacia(X80284)的同源性达98%,该菌株的16S rDNA序列已在GenBank中注册,登录号为EF546394;Lu10-1菌株浸种接种后,菌株在桑苗组织中的数量总体上呈现下降趋势,到第20天后菌量趋于稳定;细菌浸根接种后,菌株在茎叶部定殖的菌量均呈现出"先增后降"的趋势.[结论]内生拮抗细菌Lu10-1归属于洋葱伯克霍尔德氏菌基因型Ⅰ(Burkholderia cepacia genomovar Ⅰ);该菌株可在桑树体内长期定殖并传导,且在定殖过程中菌株的拮抗性能未改变;为将该菌株导入桑树体内进行病害的生物防治提供了理论依据.