益生菌菌种最新研究盘点

　　可用于食品的菌种

 

　　主要对双歧杆菌属、乳酪杆菌属、乳植杆菌属和魏茨曼氏菌属的研究情况进行介绍。

 

　　01、双歧杆菌属

 

　　双歧杆菌可以促进免疫系统的成熟和功能。最近，科学兴趣从活细菌转移到确定的细菌衍生的生物活性分子。与益生菌相比，它们最大的优势是结构明确，效果与细菌的生存状态无关。最近，发表在Carbohydrate Polymers的一项研究目的是表征青春双歧杆菌CCDM 368表面抗原，包括多糖（PS），脂质胆酸（LTAs）和肽聚糖（PG）。其中，Bad368.1 PS在体外通过增加Th1-相关IFN-γ的产生和抑制Th2相关IL-5和IL-13细胞因子的产生，调节OVA致敏小鼠细胞中OVA诱导的细胞因子的产生。此外，Bad368.1 PS (BAP1)被有效地吞噬并在上皮细胞和树突状细胞之间转移。因此，研究者认为Bad368.1 PS (BAP1)可用于人类过敏性疾病的调节1。

 

　　另外，饮食习惯有助于肠道菌群的组成和功能。不同的饮食结构，包括纯素、素食和杂食性饮食，会影响肠道双歧杆菌；然而，在不同饮食模式的受试者中，双歧杆菌功能与宿主代谢之间的关系尚不清楚。FoodResearchInternational一项荟萃分析，进行了5项宏基因组学研究和6项16S测序研究，包括206名素食者(VG)，249名杂食者(O)和270名纯素食者(V)，发现饮食显著影响肠道双歧杆菌的组成和功能。在不同饮食类型的受试者中，长双歧杆菌、青春双歧杆菌和假链状双歧杆菌的碳水化合物转运和代谢存在显著差异。高纤维饲粮与长双歧杆菌的碳水化合物分解代谢能力增强相关，编码GH29和GH43_27的基因在青春双歧杆菌中显著富集，与O相关的假芽孢杆菌的碳水化合物运输和代谢相关基因的流行率较高，表明GH26和GH27家族富集。同一种双歧杆菌在不同饮食类型的受试者中具有不同的功能，从而产生不同的生理意义。肠道菌群中双歧杆菌种类的多样性和功能可受到宿主饮食的影响，在研究宿主-微生物关联时应考虑这方面2。

 

　　（2）两歧双歧杆菌

 

　　一项研究探讨了两歧双歧杆菌FL-276.1和两歧双歧杆菌FL-228.1在缓解葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎中的作用及其机制。无论是全程干预还是在DSS诱导开始后（部分干预）补充FL-276.1和FL-228.1，均能显著缓解DSS诱导的结肠炎。在小鼠结肠中，芳烃受体（AHR）和NRF2通路被激活，NLRP3在全程干预模式下下调。由FL-276.1和FL-228.1产生的AHR配体吲哚-3-乳酸可以调节Caco-2单层中AHR/NRF2/NLRP3通路，从而上调紧密连接蛋白，保护上皮屏障的完整性。这些结果有利于促进益生菌缓解结肠炎的临床试验和产品开发3。

 

　　（3）短双歧杆菌

 

　　Zhu等人4研究短双歧杆菌HNXY26M4对APP/PS1小鼠的影响。通过评估与脑功能相关的改变，他们发现短双歧杆菌HNXY26M4减轻了APP/PS1小鼠的认知缺陷，抑制了神经炎症和突触功能障碍。此外，通过测定短链双歧杆菌HNXY26M4对肠道内稳态的调节作用，发现补充短链双歧杆菌HNXY26M4恢复了肠道菌群和短链脂肪酸的组成，增强了肠道屏障的功能。这些发现表明，短双歧杆菌HNXY26M4调控的微生物来源的乙酸和丁酸盐可能通过血脑屏障转运到大脑，从而通过肠脑轴对阿尔茨海默症相关的脑缺陷和炎症具有神经保护作用。

 

　　（4）长双歧杆菌婴儿亚种

 

　　Yue等人5研究了双歧杆菌BB、BL、BB12和BLBB对小鼠脂多糖（LPS）的保护作用。结果显示，与LPS组相比，BLBB组回肠绒毛长度与隐窝深度之比增加，IgA+血浆、CD4+/CD8+ T和树突状细胞数量增加。与LPS组相比，BLBB组注射LPS后血清中二胺氧化酶（DAO）和D-乳酸水平降低。此外，BLBB组紧密连接蛋白（occluden -1、occludin和claudin-1）、粘蛋白（MUC2）mRNA表达水平升高，NFκB/MAPK信号通路减少，炎症因子（IL-1β、IL-6和TNF-α）表达水平降低。BLBB组增加了Muribaculaceae、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Clostridia_Ucg-014和Alistipes的相对丰度，导致产生短链脂肪酸的菌株增加。此外，BLBB组导致更高水平的脱氧胆酸和生物合成亚油酸。研究表明：BLBB组可增强肠道屏障能力和肠道黏膜免疫力，减轻肠道炎症，改善肠道菌群组成。

 

　　02、乳酪杆菌属

 

　　大量临床前证据表明，结肠炎是抑郁症的危险因素之一，益生菌是预防该疾病的有效药物。Zhao等人6探讨鼠李糖乳酪杆菌Fmb14对结肠炎相关抑郁样行为的影响及其可能机制。DSS暴露1周后，雄性C57BL/6N小鼠的运动距离，中心区域运动时间，及亮箱运动时间均减少，在Fmb14预给药8周后分别恢复。Fmb14提供的所有改善都表明对抑郁样行为有显著的保护作用。Fmb14首先通过增强ZO1和Ocln以及降低IL-1β、NF-κB和IL-6来修复肠屏障损伤和结肠炎症反应。其次，Fmb14调节了肠道菌群的生态失调，包括Akkermansia（18.9%至5.4%），Mucispirillum（0.6%至0.1%）和Bifidobacterium（0.32%至0.03%）的减少。补充Fmb14，通过减少IL-18和NF-κB改善脑炎症反应，并通过增加ZO1和Ocln水平改善血脑屏障。此外，在Fmb14组中，BDNF和多巴胺的增加以及GABA的下调促进了脑活动。由于Fmb14对神经递质功能障碍和神经炎症的调节作用，Fmb14通过抑制神经元凋亡和尼氏水肿来预防神经退行性变。此外，相关分析通过微生物-肠-脑轴进一步证明了Fmb14对抑郁样行为的预防作用。这些发现证明：Fmb14在微生物-肠-脑轴的生物信号转导中改善情绪障碍的重要作用。

 

　　另外，高尿酸血症对人类健康造成严重威胁，高肌苷饮食可增加高尿酸血症的患病率。Zhao等人7从传统发酵酸奶中分离得到鼠李糖乳酪杆菌Fmb14，其肌苷在109CFU/mL条件下降解24 h，降解率达36.3%。LC-MS分析表明，高浓度的肌苷可以激活鼠李糖乳酪杆菌Fmb14的代偿代谢途径，催化肌苷作为能量来源，产生细胞内叶酸和核黄素。无细胞提取物（CFE）经肌苷处理后，叶酸和核黄素含量分别提高了6.0倍和4.3倍。鼠李糖乳酪杆菌Fmb14 CFE治疗通过抑制黄嘌呤氧化酶（XOD）和促进ATP结合转运蛋白G超家族成员2（ABCG2）改善高尿酸血症，这两种酶分别负责HepG2和Caco2细胞的尿酸合成和分泌。体内实验结果表明，口服鼠李糖乳酪杆菌Fmb14 8周后，肌苷性高尿酸血症模型小鼠血清尿酸水平下降。结果表明：鼠李糖乳酪杆菌Fmb14具有预防高尿酸血症的生物治疗潜力。

 

　　03、乳植杆菌属

 

　　慢性便秘（CC）是一种常见的与肠道炎症相关的胃肠道疾病，严重影响患者的生活质量。一项为期42天的大规模随机、双盲、安慰剂对照试验研究益生菌缓解CC的效果。163名确诊为CC的患者被随机分为益生菌组（n=78；注射植物乳杆菌P9[P9]；1×1011CFU/天）和安慰剂（n=85；接受安慰剂材料）组。摄入P9显著改善了完全自发排便（CSBMs）和自发排便（SBMs）的每周平均频率。与安慰剂组相比，P9组显著增加了潜在有益菌（Lactiplantibacillus plantarum 和Ruminococcus_B gnavus），同时减少了几种细菌和噬菌体分类群（Oscillospiraceae sp.、Lachnospiraceae sp.和Herelleviridae）。一些临床参数与受试者肠道微生物组之间也存在有趣的显著相关，包括：Oscillospiraceae sp.与SBMs呈负相关；其中，P9组与Oscillospiraceae sp.，Lachnospiraceae sp.呈显著正相关，参与氨基酸（L-天冬酰胺、L-胡椒酸）、短/中链脂肪酸（戊酸和辛酸）代谢的肠道微生物生物活性电位预测值更高。此外，与肠道屏障和转运相关的几种代谢物（对甲酚、甲胺、三甲胺）在给药后显著降低。即P9干预的便秘缓解效果伴随着粪便宏基因组和代谢组的理想变化8。

 

　　04、魏茨曼氏菌属

 

　　近几十年来，铜（Cu）污染已成为一个严重的环境问题。Journal of HazardousMaterials通过双模型探讨了凝结芽孢杆菌（魏茨曼氏菌属）XY2抗Cu诱导氧化应激的机制。在小鼠中，Cu扰乱了微生物群落结构，显示Enterorhabdus丰度增加，Intestinimonas，Faecalibaculu,Ruminococcaceae和Coriobacteriaceae_UCG-002丰度降低。但凝结芽孢杆菌 （魏茨曼氏菌属）XY2干预逆转了这一趋势，同时通过增加次牛磺酸和L-谷氨酸水平，降低磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺水平，减轻了Cu诱导的代谢紊乱。在秀丽隐杆线虫中，Cu抑制了DAF-16和SKN-1的核易位，从而抑制了抗氧化相关酶的活性。XY2通过调节DAF-16/FoxO和SKN-1/Nrf2通路和肠道菌群，消除过量的ROS，减轻Cu暴露引起的氧化损伤相关的生物毒性9。

 

　　附：可用于食品的菌种名单：
 

图片来源：《2024功能食品原料汇编》

 

　　附：可用于婴幼儿食品的菌种名单
 

图片来源：《2024功能食品原料汇编》

 

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