鸡肠道菌群和短链脂肪酸相互关系的研究进展

肠道是动物机体重要的消化和营养吸收器官。肠道菌群决定肠道健康,进而影响机体健康。近来关于肠道菌群的研究越来越多,且肠道菌群酵解底物产生的短链脂肪酸也备受人们关注。短链脂肪酸主要包括乙酸、丙酸、丁酸等及其盐类。在对肠道功效方面,短链脂肪酸发挥着重要作用,如氧化供能、维持水电解质平衡、调节免疫、抗病原微生物及抗炎、调节肠道菌群平衡、改善肠道功能等。因此,本文根据近年来国内外相关研究报道,综述了鸡肠道不同种类、含量的菌群对短链脂肪酸来源和吸收的影响;不同种类、含量和制剂形态的短链脂肪酸对肠道菌群影响的研究进展,为更好地了解鸡肠道菌群和短链脂肪酸的相互关系和提高禽类养殖水平提供理论指导。     

老年小鼠肠道短链脂肪酸含量和菌群特征关联性探究

随着社会经济的发展,我国人口老龄化日益严重,衰老这个永恒的问题又一次引起人们的关注.肠道菌群失衡是衰老发生发展的关键因素,而短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)是介导菌群影响机体的主要方式之一.研究衰老、肠道菌群及SCFAs三者之间的关系,能够为临床通过干预肠道菌群影响SCFAs含量...     

黄芩提取物对人体肠道菌群及短链脂肪酸的影响

目的：通过人体肠道微生物生态模拟系统（SHIME）,探究黄芩提取物对人体肠道菌群中的厌氧菌菌群丰度和短链脂肪酸（SCFA）的影响。方法：采用体外模拟系统模拟人体肠道微生态。大肠模拟罐中接种人体粪便样本,待粪便中的微生物维持稳定后,添加黄芩提取物（3.2 g/d）连续干预7 d,使用平板计数法分析模拟系统中的总厌氧菌及乳酸菌的菌群丰度变化,分别使用脑心浸液培养基（BHI）、MRS培养基（MRS）接种菌液,并在厌氧箱中倒置培养48 h。使用气相色谱分析黄芩提取物干预前后的肠道菌群代谢产物SCFA（乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸、异己酸和己酸）的含量变化。结果：与第6天取样结果相比,第14天的取样结果黄芩提取物增加了乳酸菌在内的厌氧菌菌群丰度。SCFA中的丁酸含量显著上升（P＜0.01）,而异戊酸含量显著下降（P＜0.01）。乙酸没有显著差异。结论：黄芩提取物可能通过改善乳酸菌及总厌氧菌的菌群丰度,提高丁酸含量,达到治疗肠道疾病的功效,为中草药黄芩提取物的体内研究奠定基础。     

乳杆菌在Caco-2细胞模型中对肠吸收短链脂肪酸的促进作用

[背景]短链脂肪酸(Short-Chain Fatty Acids,SCFAs)具有提供能量、调节营养物质代谢、抑制内源性胆固醇合成等广泛的生理活性和生物学效应.[目的]利用建立的Caco-2细胞吸收SCFAs模型研究乳杆菌对肠吸收SCFAs的影响.[方法]通过跨膜电阻值(Transepithelial Electri...     

短乳杆菌与植物乳杆菌的发酵特性

【背景】目前对于酸菜发酵的研究主要关注点是植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),有关短乳杆菌(Lactobacillus brevis)在酸菜方面的研究报道很少。【目的】为了挖掘短乳杆菌的发酵性能并开发酸菜发酵剂,将2株短乳杆菌分别与1株植物乳杆菌进行组合并发酵酸菜,分析短乳杆菌对酸菜发酵品质的影响。【方法】分别测定短乳杆菌与植物乳杆菌的单菌株生长产酸性能、耐酸性及亚硝酸盐降解力,并将两菌种组合后发酵酸菜,分析1-7d内酸度、乳酸菌活菌数、亚硝酸盐含量及酸菜质构特性的变化趋势。【结果】相较于短乳杆菌Lb-9-2,短乳杆菌Lb-5-3的生长和产酸速率较慢、酸耐受力较弱,但其亚硝酸盐降解力较强。两株短乳杆菌分别与植物乳杆菌Lp-9-1组合后产酸力显著增强,并在3 d时达到最低pH值(约3.10);植物乳杆菌Lp-9-1的添加使酸菜中总体乳酸菌生长延迟,在5 d时达到最高活菌数;组合菌种的样品中亚硝酸盐含量在1-7 d内变化较为平缓,前5天内两个组合之间差异不显著;接种乳酸菌会降低酸菜硬度和弹性,发酵3d时Lb-5-3/Lp-9-1组合的硬度最大,感官评价得分最高。【...     

运动、肠道菌群代谢物——短链脂肪酸与骨骼肌代谢调控

寄生于人体的肠道菌群是一个高度动态化和个体化的复杂生态系统,受遗传、环境、饮食、年龄和运动等因素的影响,并通过其产生的代谢物与机体众多组织器官产生广泛的应答效应。短链脂肪酸(short chain fatty acid, SCFA)主要是由位于盲肠和结肠内的菌群以膳食纤维为底物发酵产生,其被吸收进入肠系膜上下静脉,随后汇入门静脉至肝。部分短链脂肪酸被肝作为糖异生和脂质合成的底物,剩余的短链脂肪酸以游离脂肪酸的形式经肝静脉进入外周循环。研究发现,运动可使产生SCFA的肠道菌群组分的丰度提高和参与调控SCFA生成的相关基因表达增加,使肠道中短链脂肪酸含量增加。由短链脂肪酸刺激结肠内分泌细胞合成分泌的胰高血糖素样肽1(glucagon like peptide-1, GLP-1)可促使胰岛B细胞合成分泌胰岛素,进而调节骨骼肌的葡萄糖摄取与糖原合成。此外,短链脂肪酸通过提高骨骼肌胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1,IRS1)基因转录起始位点附近的组蛋白乙酰化水平,增强骨骼肌的胰岛素敏感性。同时,短链脂肪酸通过激活腺苷酸活化蛋白质激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)促进骨骼肌的脂肪酸摄取、脂肪分解和线粒体生物发生,抑制脂肪合成。本文就肠道菌群代谢物——短链脂肪酸概述、运动对产生短链脂肪酸的肠道菌群的影响和运动介导肠道菌群代谢物——短链脂肪酸对骨骼肌代谢调控机制的最新研究进展进行综述,为骨骼肌运动适应的新机制研究提供理论依据。     

基于肠道菌群和短链脂肪酸代谢探讨不同饮食条件下高脂血症大鼠发病机制

目的 本研究拟对比两种不同高脂饮食方式诱导的高脂血症大鼠肠道菌群变化与短链脂肪酸代谢特征,以宿主-肠道菌群-代谢角度探讨高脂血症可能的微观机制。方法 SPF级SD大鼠分为：正常饮食组(CG组):饲喂大鼠维持饲料;高脂饮食组(HFD1组):每天足量饲喂高脂饲料;限饲高脂饮食组(HFD2组):每天限量饲喂高脂饲料80 g,不限量饲喂维持饲料。8周后检测血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平;苏木精-伊红(HE)染色观察大鼠肝组织和肾周脂肪病理学变化;取结肠内容物进行16S rDNA高通量测序,观察肠道菌群结构与功能的变化,并检测结肠内容物中短链脂肪酸的含量。结果 与CG组相比,HFD1组和HFD2组大鼠摄食量下降,体重升高;血清中TC、TG、LDL-C均显著升高;肝组织发生明显脂肪变性,肾周脂肪出现炎性病变;高脂干预后大鼠肠道菌群相对丰度显著变化,其中乳杆菌属相对丰度明显降低,菌群结构和功能变化明显,总短链脂肪酸、乙酸、丁酸、异丁酸下降显著。结论 两种高脂饮食方式均能引起大鼠高脂血症,且发病机制基本一致,均与脂质代谢以...     

短链脂肪酸对肠道动力影响的研究进展

人体的肠道不仅仅是消化吸收场所,也是大量微生物生存的家园.肠道作为人体最大的储菌库,其多种生理功能离不开复杂多变的肠道菌群和菌群代谢物(如短链脂肪酸等)的参与.短链脂肪酸是肠道菌群发酵膳食纤维产生的一类重要的信号分子,研究发现短链脂肪酸除参与维持人体肠道黏膜免疫屏障、调节体液及电解质平衡以及为肠上皮细胞提供能量外,...     

肠道短链脂肪酸与2型糖尿病相关性研究进展

2型糖尿病(type 2 diabetes,T2DM)是一种以高血糖为特征的代谢性疾病.随着经济的发展,人们的生活方式发生了巨大的变化,T2DM患者数量不断增加.T2DM的发病机制复杂,与遗传、环境、年龄、种族及生活方式等密切相关.近年来,许多研究表明肠道菌群通过多种途径参与T2DM的发生,其中短链脂肪酸起着主要作用....     

干酪乳杆菌刺激小鼠肠道的转录组学分析

干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)刺激小鼠肠道后，利用高通量测序技术对干酪乳杆菌饲喂组和空白组小鼠的肠道组织进行分析，以期查询和验证干酪乳杆菌对肠道免疫的影响。转录组数据的生物信息学分析发现差异表达基因共751个，通过GO富集分析发现有14个基因与细胞免疫相关，聚焦在T细胞激活、细胞分化、免疫调节负调控等功能上。KEGG通路富集显示聚集在PPAR信号通路、B细胞受体信号通路和趋化因子信号通路。对基因的基本特性分析结果显示，14个基因分别定位在10条染色体上，蛋白的分子量介于11.37～83.45 kDa之间，等电点pI 4.42～11.36,均为不稳定脂溶性蛋白，并具有相关功能结构域。通过保守基序与结构分析发现Motif分布具有保守性，大部分基因含有2个内含子。qRT-PCR验证结果表明，14个基因中有6个基因(Ces1d、Lzts1、Paqr7、Aloxe3、Zbtb16、OX40)在不同时间的处理下整体表达水平较高。验证结果与转录组测序结果一致，且这些基因功能与细胞免疫相关，该结果为研究干酪乳杆菌对机体的免疫作用效果提供一定的理论依据。     

仿刺参(Apostichopus japonicus)肠道源植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) HY21的生长及益生特性分析

【目的】在仿刺参(Apostichopus japonicus)健康养殖中为了寻找具有良好耐受性、益生性、安全性的益生菌,本研究从仿刺参肠道内容物中分离获得一株植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) HY21,对其益生潜能进行评价。【方法】利用摇瓶发酵培养、应用环境因子模拟试验、抗生素药敏测试等方法,分析L. plantarum HY21的生长特性、产酸性能、发酵液的抗氧化性质和对水产致病菌的抑制作用;检测菌体的疏水性、自聚性和共聚性、黏附力和药物敏感性,以及对应用环境因子的耐受性。【结果】L. plantarum HY21摇瓶发酵培养温度30℃、初始pH 8.0,于2-10 h为对数生长期,发酵18 h后pH达到最低3.6;发酵液对溶藻弧菌的抑菌直径达到(13.96±0.30) mm,对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine, DPPH)自由基清除率达到95.45%±1.56%;L. plantarum HY21的疏水率为60.42%±2.78%、自聚率为22.69%±1.36%,与溶藻弧菌共聚率为27.98%±1.45%;对体表和肠道黏液蛋白的黏附量分别达到(1.66±0.01)×10⁶ CFU/mL和(1.23±0.15)×10⁶ CFU/mL;对13种常见的抗菌药物均表现敏感;菌体在模拟胃肠液(pH 3.0, pH 6.8)中孵育3 h存活率均可达99%以上,在10%鱼胆汁溶液中孵育3 h存活率达到68.11%±7.98%,在3%海盐溶液中孵育16 h存活率达到97.58%±7.14%。【结论】L. plantarum HY21具有良好的定殖作用、抑菌作用、抗氧化作用等益生特性,而且在应用环境中具有高存活率和高安全性,可以作为一株新的水产益生菌,为开发水产益生菌制剂提供科学理论依据。     

不同来源植物乳杆菌基因组结构和功能差异的比较研究

[目的] 本试验研究不同来源植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）基因特点以及在不同环境下其基因多样性,探究2株L.plantarum A8和P9在肠道生境及植物表面适应性的异同,为优良菌株的开发提供理论基础。[方法] 本研究对从动物肠道和植物表面分离获得的L.plantarum A8和L.plantarum P9的基因组进行分析,利用第二代测序技术（NextGeneration Sequencing,NGS）,基于Illumina NovaSeq测序平台,同时利用第三代单分子测序技术,基于PacBio Sequel测序平台,对L.plantarum A8和L.plantarum P9进行测序。采用Carbohydrate-active enzymes（CAZy）、Koyto encyclopedia of genes and genomes（KEGG）和Clusters of orthologous genes（COG）数据库对基因组进行功能注释;采用CGView软件绘制菌株的基因组环形图谱。应用比较基因组学与已经公开发表的其他L.plantarum基因组进行比较分析。[结果] 由研究可知L.plantarum A8和L.plantarum P9基因组大小存在差异,通过构建系统发育树发现2株菌与其他来源的L.plantarum分在同一分支,并且L.plantarum P9与母乳来源的L.plantarum WLPL04菌株距离最近,而L.plantarum A8与L.paraplantarum DSM10667距离最近。通过基因家族分析可知,2株菌共有基因为2643个,其中包括一些抗应激蛋白如热休克蛋白、冷休克蛋白。L.plantarum A8和P9独特基因分别为321和336个,L.plantarum A8中独特基因主要参与DNA复制、ABC转运系统（ABC transfer system）、PTS系统（phosphotransferase system）、磺酸盐转运系统、氨基酸生物合成等代谢通路;L.plantarum P9的独特基因以参与碳水化合物的运输和代谢基因居多,例如rpiA基因、lacZ基因、FruA基因等。[结论] 通过比较基因组学方法解析L.plantarum的基因组信息,发现动物肠道来源的L.plantarum具有较好的氨基酸转运能力,植物表面附着的L.plantarum菌株具有较好碳水化合物利用能力,从而为益生菌的开发与利用提供理论依据。     

植物乳酸杆菌对小鼠草酸钙结石的干预效果

【背景】草酸钙结石是一种临床常见且易复发的疾病,由于结石质地坚硬,只能通过外科手术的方法治疗,给患者带了很大的痛苦。已有研究证实,肠道菌群可影响草酸钙结石的形成,降低草酸钙结石的发病率。【目的】探究植物乳杆菌对小鼠草酸钙结石的干预效果。【方法】体外实验：在MRS培养基中加入0.02 mol/L草酸钠,制备菌株筛选培养基（MRS-OX）。接种200μL的3.48×10¹²CFU/L植物乳杆菌悬液至MRS-OX制备含菌培养基（B+MRS-OX）。将等体积MRS-OX和B+MRS-OX于37°C恒温培养2 d,测剩余草酸浓度。体内实验：以10周龄雄性昆明小鼠为实验动物,随机分为对照组、植物乳杆菌组、结石组和植物乳杆菌干预组,每组5只小鼠。通过乙醛酸诱导小鼠建立草酸钙结石模型,并给予200μL的3.48×10¹²CFU/L植物乳杆菌进行干预治疗以观察其预防小鼠草酸钙结石的效果。实验结束后,绘制各组小鼠平均体重变化趋势图并计算小鼠肾脏脏器指数,检测每只小鼠血液学指标和氧化应激指标总超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和丙二...     

干酪乳杆菌arat基因的敲除及其对苯乳酸合成代谢的影响

苯乳酸（PLA）作为一种新型的广谱抑菌物质,在食品行业具有巨大的发展潜力,作为乳酸菌的天然代谢产物之一,对其代谢机理的研究具有非常重要的意义。通过CRISPR/Cas9基因编辑系统对一株干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）1.8727的芳香族氨基转移酶基因arat进行敲除,得到一株arat缺失菌株（L. casei）1.8727Δarat。通过HPLC方法分析其代谢产物,发现发酵72 h时,PLA产量比出发菌株提高约66.7%,而苯丙氨酸（Phe）比出发菌株提高约57.8%。首次在L. casei 1.8727中成功应用基因编辑手段敲除了arat基因,研究表明该菌株具有自身合成代谢Phe的能力,arat作为PLA代谢途径的关键酶基因,其缺失并未使PLA产量下调,而是促进了PLA与Phe的合成代谢,证明干酪乳杆菌中可能存在其他的代偿途径,arat基因缺失所造成的代谢流的改变最终造成PLA与Phe产量的提高,同时PLA的合成代谢可能涉及多个基因的参与,是一个复杂的代谢网络。研究结果对于深入研究PLA的合成代谢机制具有重要意义,为后续PLA合成代谢途径提供了新的思路及方法。     

植物乳杆菌天然质粒系统进化和起源

【目的】为了探索植物乳杆菌天然质粒系统进化关系和起源。【方法】本文利用复制起始蛋白(replication initiation protein,Rep)系统进化树、基因组共线性、基因组GC含量和宿主范围分析方法,对植物乳杆菌75个天然质粒的系统进化关系和起源进行了详细和多角度的分析。【结果】首先,Rep系统进化树和基因组共线性分析结果均表明,植物乳杆菌所有天然质粒可以划分为6个进化关系亲密的家族、2个进化形态特殊的杂合质粒和1个独立进化质粒pLP2140。杂合质粒pMRI5.2、pLP12-1分别由家族1-2和5-6质粒融合形成,因此植物乳杆菌质粒可能起源于7个祖先。其次,基因组共线性分析可以将6个家族质粒进一步划分为17个进化关系更近的亚家族类群,并清晰、有效地揭示类群内质粒之间的系统进化关系。最后,基因组GC含量和宿主范围分析为植物乳杆菌质粒的系统进化关系和起源提供了进一步的证据。【结论】因此上述研究可以准确、有效地揭示植物乳杆菌天然质粒的系统进化关系和起源,这对植物乳杆菌天然质粒系统进化和起源的了解和研究具有重要的参考价值。通过Rep系统进化树和基因组共线性两种分析方法优缺点的比较和组合,我们提出了一种更加有效的研究思路和分析方法,同时这种方法很可能适用于所有细菌天然质粒,因此对于天然质粒进化和起源研究具有普遍的方法学意义。     

植物乳杆菌培养上清对不同血清型沙门氏菌的抑制效果及作用机理

【目的】探究植物乳杆菌培养上清(Lactobacillus plantarum culture supernatant,LPC)对3种血清型沙门氏菌猪霍乱(Salmonella cholerae,SC)、肠炎(Salmonella enteritidis,SE)和鸡白痢(Salmonella pullorum, SP)的生长和致病性的抑制作用效果及机理。【方法】将2%LPC与3种沙门氏菌分别共培养后,采用比浊法及牛津杯抑菌圈试验检测沙门氏菌生长情况及LPC中的主要抑菌物质,使用实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)探究沙门氏菌致病性相关基因表达水平,最后通过结晶紫染色法检测沙门氏菌的生物被膜。【结果】2%LPC能够显著抑制3种沙门氏菌的生长,其作用效果与庆大霉素(gentamicin, GM)相近且对SE的生长抑制效果优于GM,其主要抑菌物质为有机酸;2%LPC对3株沙门氏菌SPI-1编码的主要毒力基因(InvA、InvF、SopE、SopB、SipB、HilA和SipA)、SPI-2毒...     

植物乳杆菌CCFM8724抑制双菌生物膜的成分初探

【背景】植物乳杆菌是一种重要的益生菌,本实验室前期研究表明植物乳杆菌CCFM8724发酵液可抑制变异链球菌和白色念珠菌双菌生物膜,但植物乳杆菌发酵液中起作用的具体物质尚不清楚。【目的】评价植物乳杆菌CCFM8724发酵液抑菌成分的特性,初步探究其物质基础。【方法】探索温度、pH等因素对抑菌物质的影响,采用气相色谱-质谱(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)联用技术分析植物乳杆菌代谢物的组成,进一步通过有机溶剂萃取、超滤等方法初步分离纯化发酵液中抑制双菌生物膜的成分,并采用液相色谱-质谱(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS)联用技术进行鉴定。【结果】通过多元统计分析,发现植物乳杆菌发酵液的主要差异标志物为有机酸(如苯乳酸、乙酸、羟基己酸和甘油酸等),经过初步提取鉴定并进行功能验证,其中有效成分主要为有机酸和环肽类化合物。【结论】植物乳杆菌CCFM8724发酵液主要通过多种有机酸和环肽类的协同作用抑制变异链球菌和白色念珠菌生物膜,该研究为植物乳杆菌发酵液进一步的分离纯化和有效成分的生产...