CN112481172B - 鼠李糖乳杆菌ccfm1130及其缓解治疗痛风的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了鼠李糖乳杆菌CCFM1130及其缓解治疗痛风的应用，属于微生物技术领域。本发明的鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够降低高尿酸血症小鼠的血清尿酸水平、抑制血清及肝脏的黄嘌呤氧化酶(XOD)活性，减少高尿酸血症和痛风的发生；下调血清血糖、下调血清总甘油三酯(TG)、下调血清总胆固醇(TC)水平及抑制血清碱性磷酸酶(ALP)活性；并促进回肠尿酸转运蛋白ABCG2的表达。本发明的鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够耐受胃肠道环境，可用于制备缓解高尿酸血症及痛风的可摄入胃肠道的功能性菌剂、食品和药物，具有广泛的应用前景。

Description

鼠李糖乳杆菌CCFM1130及其缓解治疗痛风的应用

技术领域

本发明涉及鼠李糖乳杆菌CCFM1130及其缓解治疗痛风的应用，属于微生物技术领域。

背景技术

高尿酸血症(Hyperuricemia，HUA)是指血液内尿酸水平超过正常值的一种疾病。近年来，随着生活水平的提高，高尿酸血症的发病率也越来越高，我国高尿酸血症患者占总人口约13.3％。长期的高尿酸血症造成的尿酸盐结石会进一步诱发痛风。同时，高尿酸血症被认为是心脑血管疾病、慢性肾病、动脉粥样硬化的危险因素，严重危害人类健康，因此高尿酸血症的治疗引起了人们的高度重视。目前治疗高尿酸血症的药物主要有别嘌呤醇(黄嘌呤氧化酶抑制剂)、苯溴马隆(促尿酸排泄药物)等，但是这些药物存在一些副作用，国际上针对无症状高尿酸血症的降尿酸药物治疗存在诸多争议。因此，在饮食及生活方式上进行改善是无症状高尿酸血症治疗的优选方法。

近年来，随着对肠道菌群与人体健康关系的深入研究，大量研究证实了益生菌通过调节肠道菌群对人体健康的改善功能。高尿酸血症的发病与肠道菌群结构紊乱密切相关，而食入益生菌可通过增殖肠道中的乳杆菌和双歧杆菌调节肠道微生物群，改善肠道屏障功能，减少内毒素等代谢物随血液进入肝脏，有效降低血尿酸值。尿酸在人体内的排泄主要通过肾脏及肠道的排泄作用，ABCG2作为尿酸转运蛋白在尿酸的肠排泄中发挥着重要作用，肠道ABCG2 的表达被认为是治疗高尿酸血症及痛风的新靶点，但目前针对肠道ABCG2的药物尚未有发现。

益生菌具有安全、无副作用等特点，目前已有大量临床及动物实验研究表明，益生菌具有缓解肥胖、非酒精性脂肪肝、炎症性肠病等作用。随着对益生菌研究的不断深入，通过益生菌来改善高尿酸血症患者的健康状况，成为高尿酸血症治疗及预防痛风发生的新手段。

发明内容

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足提供了一种鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)CCFM1130，已于2020年7月22日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，地址为广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，保藏编号为GDMCCNo：61091。

该菌株具有如下特征：

(1)菌体特征：呈革兰氏染色阳性，不形成孢子，非运动性的细菌。

(2)菌落特征：呈乳白色、有光泽、凸起、不透明、光滑整齐。

(3)生长特性：在37℃恒温条件下，在MRS培养基培养约12h到达对数末期。

(4)对模拟胃肠液具有较强耐受能力。

本发明的第二个目的是提供含有所述鼠李糖乳杆菌的组合物。

在一种实施方式中，所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130的数量≥1×10⁶CFU/mL或≥1×10⁶CFU/g。

在一种实施方式中，所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130的数量≥1×10⁹CFU/mL或≥1×10⁹CFU/g。

在一种实施方式中，所述组合物包括但不限于微生物制剂、功能性食品、保健品或药物。

在一种实施方式中，所述组合物中含有所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130的活菌株、干菌株、菌株代谢物或灭活的菌株。

在一种实施方式中，所述药物具有如下至少一种作用：

(1)降低高尿酸血症哺乳动物的血清尿酸水平；

(2)降低高尿酸血症哺乳动物的血清及肝脏黄嘌呤氧化酶(XOD)活性；

(3)降低哺乳动物的血糖水平；

(4)降低哺乳动物血清总甘油三酯水平；

(5)降低哺乳动物的血清总胆固醇水平；

(6)降低哺乳动物的血清碱性磷酸酶的活性；

(7)提高哺乳动物回肠尿酸转运蛋白ABCG2的mRNA水平。

在一种实施方式中，所述哺乳动物包括但不限于人类。

在一种实施方式中，所述药物还含有药学上可接受的载体。

在一种实施方式中，所述药学上可接受的载体包括但不限于：填充剂、润湿剂、崩解剂、粘合剂或润滑剂中的一种或多种。

在一种实施方式中，所述填充剂为微晶纤维素、乳糖、甘露醇、淀粉或糊精中的一种或多种；所述润湿剂为乙醇或甘油中的一种或多种；所述崩解剂为羧甲基淀粉钠、交联羧甲基淀粉钠、交联聚维酮或低取代羟丙基纤维素中的一种或多种；所述粘合剂为淀粉糊、糖浆、饴糖、炼蜜或液状葡萄糖中的一种或多种；所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸富马酸钠、滑石粉或二氧化硅中的一种或多种。

本发明的第三个目的是提供所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130在制备缓解高尿酸血症和痛风的功能性菌剂、食品或药物中的应用。

在一种实施方式中，所述药物用于降低高尿酸血症哺乳动物的血清尿酸水平。

在一种实施方式中，所述药物用于抑制黄嘌呤氧化酶活性。

在一种实施方式中，所述药物用于调节血糖升高。

在一种实施方式中，所述药物用于制备调节血清总甘油三酯和/或血清总胆固醇升高。

在一种实施方式中，所述药物用于调节血清碱性磷酸酶活性升高。

在一种实施方式中，所述药物用于促进回肠尿酸转运蛋白ABCG2表达。

本发明还要求保护所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130在制备发酵食品中的应用。

在一种实施方式中，所述应用包括但不限于将所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130作为发酵微生物，利用食品原料进行发酵。

本发明的有益效果：所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够耐受胃肠道环境，可用于制备缓解高尿酸血症及痛风的功能性菌剂、食品和药物；所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够降低血清尿酸水平，降低血清及肝脏的黄嘌呤氧化酶(XOD)活性，减少痛风的发生；所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够下调血清血糖、下调血清总甘油三酯(TG)、下调血清总胆固醇(TC)水平及抑制血清碱性磷酸酶(ALP)活性；此外，所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够促进回肠尿酸转运蛋白ABCG2的表达。具有广泛的应用前景。

生物材料保藏

鼠李糖乳杆菌CCFM1130，分类命名为Lactobacillus rhamnosus，已于2020年7月22日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No：61091。

附图说明

图1是鼠李糖乳杆菌CCFM1130的菌落形态；

图2是鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠血清尿酸的影响；

图3是鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠血清和肝脏黄嘌呤氧化酶(XOD)活力的影响；

图4是鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠血糖(Glucose)的影响；

图5是鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠总甘油三酯(TG)的影响；

图6是鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠血清总胆固醇(TC)的影响；

图7是鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠血清碱性磷酸酶(ALP)的影响；

图8是鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠回肠尿酸转运蛋白ABCG2 mRNA水平的影响；

其中，*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001，****P<0.0001(与高尿酸血症模型组比较)。

具体实施方式

实施例1鼠李糖乳杆菌CCFM1130的筛选

(一)乳杆菌的分离筛选

(1)取1g健康成年人的新鲜粪便。梯度稀释后涂于加有1％制霉菌素的LBS培养基，置于37℃恒温培养箱中培养48h。

(2)培养后根据菌落的颜色、大小、边缘形状等，用接种环挑取菌落划线纯化。

(3)所得菌落进行革兰氏染色和过氧化氢酶分析。

(4)保留革兰氏染色阳性杆菌和过氧化氢酶阴性菌。

(二)乳杆菌的分子生物学鉴定

(1)单菌基因组抽提

(A)将步骤(一)所筛选得到的乳杆菌培养过夜；

(B)取培养过夜的菌悬液lmL于1.5mL离心管，10000r/min离心2min，弃上清得菌体；

(C)用lmL无菌水吹洗菌体后，10000r/min离心2min，弃上清得菌体；

(D)加入200μL SDS裂解液，80℃水浴30min；

(E)加入酚-氯仿溶液200μL于菌体裂解液中，其中酚-氯仿溶液的组成成分及体积比为Tris饱和酚:氯仿:异戊醇＝25:24:1，颠倒混匀后，12000rpm离心5-10min，取上清200μL；

(F)加入400μL冰乙醇或冰异丙醇于200μL上清中，-20℃静置1h，12000rpm离心 5-10min，弃上清；

(G)加入500μL70％(体积百分数)冰乙醇重悬沉淀，12000rpm离心1-3min，弃上清；60℃烘箱烘干，或者自然晾干；

(H)50μL ddH₂O重溶沉淀以备PCR。

(2)16S rDNA PCR

(A)细菌16S rDNA 50μLPCR反应体系

10×Taq buffer，5μL；dNTP，5μL；引物27F，0.5μL；引物1492R，0.5μL；Taq酶，0.5μL；模板，0.5μL；ddH₂O，38μL。

(B)PCR条件

95℃5min；95℃10s；55℃30s；72℃30s；step2-4 30×；72℃5min；12℃2min。

(C)制备1％琼脂糖凝胶，之后将PCR产物与10000×loading buffer混合，上样量2μL， 120V跑30min，然后进行凝胶成像；

(D)将得到PCR产物送专业测序公司，将得到的测序结果与使用BLAST在GenBank中进行搜索和相似性比对，将鉴定为鼠李糖乳杆菌的菌株-80℃保存。

(3)全基因组测序

将提取的全基因组送专业测序公司，利用二代测序仪对菌的全基因组进行测序，将得到的序列结果使用BLAST在GenBank中进行搜索和相似性比对，测序结果鉴定为属于鼠李糖乳杆菌的一种新发现的菌株-80℃保藏备用。

实施例2：鼠李糖乳杆菌CCFM1130对模拟胃肠液的耐受性检测

将冷冻保存的鼠李糖乳杆菌CCFM1130接种于MRS培养基中，在温度37℃条件下培养 14h，再经MRS培养液传代培养2～3次后。

取3mL鼠李糖乳杆菌CCFM1130的培养液8000×g离心2min收集菌体，与3mL pH 3.0人工模拟胃液(含3g/L胃蛋白酶、pH＝3.0的生理盐水)混合，并在37℃培养箱培养，分别在0h、2h时取样，用MRS琼脂培养基浇注培养进行平板菌落计数，测定活菌数并计算其存活率。

取3mL鼠李糖乳杆菌CCFM1130的培养液8000×g离心2min收集菌体，加入3mL pH8.0 人工模拟肠液(含胰蛋白酶1g/L、胆盐0.3％、pH＝8.0的生理盐水)混合，于37℃培养，分别在0h、2h、4h取样，用MRS琼脂培养基浇注培养进行平板菌落计数，测定活菌数并计算其存活率。

存活率(％)以该培养液中在取样时的活菌数与在第0h时活菌数之比计算。实验结果如表1所示，结果表明，鼠李糖乳杆菌CCFM1130对人工模拟胃肠液具有较好的耐受能力。

表1 鼠李糖乳杆菌CCFM1130在人工模拟胃肠液中的耐受能力

实施例3：鼠李糖乳杆菌CCFM1130对KunMing小鼠无毒副作用

将鼠李糖乳杆菌CCFM1130菌体重悬于100g/L的脱脂乳溶液中，制成浓度为 4.0×10⁹CFU/mL的菌悬液。取体重24-32g左右的健康雄性KunMing小鼠12只，适应环境一周后，分为CCFM1130组和对照组。CCFM1130组每日给予该浓度菌悬液0.3mL灌胃一次，对照组灌胃相同体积的不含鼠李糖乳杆菌CCFM1130的100g/L的脱脂乳溶液，观察一周，记录死亡和体重情况。

这些试验结果列于表2中。结果表明，喂食浓度1×10⁹CFU/只的鼠李糖乳杆菌CCFM1130 未对小鼠造成明显影响，体重无显著变化，无死亡现象产生。小鼠外观无明显病理症状。

表2 小鼠体重变化及死亡情况

实施例4：鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够降低高尿酸血症小鼠的血清尿酸水平

取体重24-32g的健康雄性KunMing小鼠24只，适应性培养1周后，随机分为4组，分别为对照组、高尿酸血症模型组、鼠李糖乳杆菌CCFM1130干预组(CCFM1130)和别嘌呤醇干预组(别嘌呤醇)。除对照组外，其余组每天灌胃500mg/kg BW次黄嘌呤，1h后腹腔注射200mg/kg BW氧嗪酸钾；在氧嗪酸钾处理前1h，对照组和高尿酸血症模型组给予100g/L 脱脂乳，鼠李糖乳杆菌CCFM1130干预组给予1.0×10⁹CFU/只的鼠李糖乳杆菌CCFM1130，别嘌呤醇组给予5mg/kg BW别嘌呤醇。实验分组及处理方法见表3：

表3 实验动物分组情况

实验末期收集小鼠新鲜粪便冻存于-80℃。试验结束时，小鼠禁食不禁水12h，腹腔注射 0.1mL/10g 1％的戊巴比妥钠溶液麻醉后，摘眼球取血并辅以颈椎脱臼法处死。血液样本 3500r/min离心15分钟，取上清，-80℃冻存，用于血液指标分析。肝脏、回肠等组织取出后迅速于预冷的生理盐水中漂洗去血，于液氮中速冻并转移于-80℃冻存，后续制成肝匀浆测定相关指标。血清尿酸水平的测定按照试剂盒方法进行。

鼠李糖乳杆菌CCFM1130对小鼠血清尿酸水平的影响如图2，与高尿酸血症模型小鼠相比，鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够将高尿酸血症模型小鼠的血清尿酸水平降低22.78％，并接近对照组，其降低尿酸的作用与药物别嘌呤醇相近，可预防和减少高尿酸血症和痛风的发生。

实施例5：鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够降低高尿酸血症小鼠的黄嘌呤氧化酶活性

实验动物分组及处理方法同实施例4，黄嘌呤氧化酶(XOD)的检测按照试剂盒(北京索莱宝)的方法进行。

黄嘌呤氧化酶是嘌呤代谢合成尿酸的关键酶，降尿酸药物别嘌呤醇由于能够抑制黄嘌呤氧化酶的活性使得尿酸合成减少，从而发挥降尿酸作用。如图3所示，与高尿酸血症模型小鼠相比，鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够降低31.37％高尿酸血症模型小鼠的肝脏黄嘌呤氧化酶活性和37.63％的血清黄嘌呤氧化酶活性，鼠李糖乳杆菌CCFM1130使得高尿酸血症小鼠的血清和肝脏黄嘌呤氧化酶活力升高趋近正常，从而使小鼠体内尿酸合成减少，有利于高尿酸血症和痛风的预防和治疗。

实施例6：鼠李糖乳杆菌CCFM1130下调血糖水平

实验动物分组及处理方法同实施例4，血糖的检测使用迈瑞BS480生化分析仪按照试剂盒的方法进行。

大量研究表明，糖尿病与高尿酸血症作为代谢性疾病，存在着各种各样的联系。长期的糖尿病引起的肾脏功能下降会使血清尿酸升高，引起高尿酸血症甚至痛风的发生，而高尿酸血症的发生也增加了糖尿病的风险。血糖结果显示(图4)，高尿酸血症小鼠血糖浓度达 4.52±0.58mmol/L，而鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够使得小鼠的血糖降至正常值 2.42±0.76mmol/L，这说明鼠李糖乳杆菌CCFM1130具备缓解高尿酸血症及糖尿病等代谢性疾病的潜力。

实施例7：鼠李糖乳杆菌CCFM1130下调血清总甘油三酯水平

实验动物分组及处理方法同实施例4，血清总甘油三酯(TG)的检测使用迈瑞BS480生化分析仪按照试剂盒的方法进行。

鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠的血清总甘油三酯的影响如图5，与对照组相比，高尿酸血症小鼠具有较高的血清总甘油三酯浓度，达1.41±0.27mmol/L，鼠李糖乳杆菌 CCFM1130能够使其恢复至正常水平1.03±0.15mmol/L。这说明鼠李糖乳杆菌CCFM1130具备调节脂质代谢，缓解肥胖等疾病的潜力。

实施例8：鼠李糖乳杆菌CCFM1130下调血清总胆固醇水平

实验动物分组及处理方法同实施例4，血清总胆固醇(TC)的检测使用迈瑞BS480生化分析仪按照试剂盒的方法进行。

鼠李糖乳杆菌CCFM1130对高尿酸血症小鼠的血清总胆固醇的影响如图6，与对照组相比，高尿酸血症小鼠具有较高的血清总胆固醇水平，胆固醇含量达2.90±0.37mmol/L，鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够使其恢复至与对照组相当的正常水平2.31±0.34mmol/L。这说明鼠李糖乳杆菌CCFM1130具备调节脂质代谢，缓解肥胖等疾病的潜力。

实施例9：鼠李糖乳杆菌CCFM1130降低小鼠的血清碱性磷酸酶(ALP)的活性

实验动物分组及处理方法同实施例4，血清碱性磷酸酶(ALP)的检测使用迈瑞BS480 生化分析仪按照试剂盒的方法进行。

结果显示(图7)，与对照组相比，高尿酸血症小鼠血清碱性磷酸酶活性升高至86.5±14.0U/L，而鼠李糖乳杆菌CCFM1130干预能够使得升高的碱性磷酸酶活性降低至51.6±7.5U/L。

实施例10：鼠李糖乳杆菌CCFM1130提高小鼠回肠尿酸转运蛋白ABCG2的mRNA水平

实验动物分组及处理方法同实施例4。回肠ABCG2 mRNA测定：取约20mg回肠组织加入500μL Trizol，冰浴匀浆后采用常规方法提取回肠组织中的RNA。按照反转录试剂盒说明书进行cDNA合成。用荧光染料SYBR Green super mix(Qiagen,Germany)混合样本，PCR 体系为5μL mix、1μL cDNA、1μL正向和1μL反向引物，用ddH₂O补至总体积为10μL。在实时荧光定量基因扩增仪器CFX96^TM Real-Time System(Bio-Rad，USA)上进行检测，每个样本设立3个平行孔，并以GAPDH为内参，所得结果用2^-ΔΔCq的方法进行分析；所用的引物序列见表4。

表4 qPCR引物序列

结果显示(图8)，鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够显著提高高尿酸血症小鼠的回肠ABCG2 的mRNA水平。回肠ABCG2在肠道尿酸排泄中发挥着重要作用，鼠李糖乳杆菌CCFM1130能够通过提高回肠ABCG2的表达从而促进尿酸排出体外。

对比例1：

具体实施方式同实施例4，区别在于，将鼠李糖乳杆菌CCFM1130替换为鼠李糖乳杆菌FSHMX12(公开于：黄丹.人肠道鼠李糖乳杆菌的比较基因组与部分生理生化特性研究[D]. 江南大学，2019)，测定小鼠的血清尿酸指标，结果显示，鼠李糖乳杆菌FSHMX12组小鼠的血清尿酸值为611.9±68.0μmol/L，相比于高尿酸血症模型组(623.0±76.7μmol/L)未发生明显变化。

对比例2

具体实施方式同实施例5，区别在于，将鼠李糖乳杆菌CCFM1130替换为鼠李糖乳杆菌 FSHMX12，测定高尿酸血症小鼠的黄嘌呤氧化酶活性，结果显示鼠李糖乳杆菌FSHMX12组小鼠的血清和肝脏黄嘌呤氧化酶活性分别为7.832±0.988U/L、2.124±0.307U/g prot，相比于高尿酸血症模型组(7.531±1.440U/L、1.718±0.416U/g prot)，鼠李糖乳杆菌FSHMX12未对高尿酸血症小鼠的黄嘌呤氧化酶活性起到明显抑制作用，反而使得高尿酸血症小鼠血清和肝脏黄嘌呤氧化酶活性有所升高。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）CCFM1130，已于2020年7月22日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No：61091。

2.含有权利要求1所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130的组合物。

3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组合物为微生物制剂、功能性食品、保健品或药物。

4.根据权利要求2或3所述的组合物，其特征在于，所述组合物中含有所述鼠李糖乳杆菌CCFM1130的活菌株、干菌株或灭活的菌株。

5.一种药物组合物，其特征在于，含有权利要求1所述的鼠李糖乳杆菌CCFM1130和药学上可接受的载体。

6.根据权利要求5所述的药物组合物，其特征在于，所述药学上可接受的载体包括但不限于：填充剂、润湿剂、崩解剂、粘合剂或润滑剂中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的药物组合物，其特征在于，所述填充剂为微晶纤维素、乳糖、甘露醇、淀粉或糊精中的一种或多种；所述润湿剂为乙醇或甘油中的一种或多种；所述崩解剂为羧甲基淀粉钠、交联羧甲基淀粉钠、交联聚维酮或低取代羟丙基纤维素中的一种或多种；所述粘合剂为淀粉糊、糖浆、饴糖、炼蜜或液状葡萄糖中的一种或多种；所述润滑剂为硬脂酸镁、硬脂酸富马酸钠、滑石粉或二氧化硅中的一种或多种。

8.权利要求1所述的鼠李糖乳杆菌CCFM1130在制备缓解高尿酸血症和痛风的功能性菌剂或药物中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，具有如下至少一种功能：

（1）抑制黄嘌呤氧化酶活性；

（2）抑制血糖升高；

（3）调节血清总甘油三酯和/或血清总胆固醇；

（4）抑制血清碱性磷酸酶升高；

（5）促进回肠尿酸转运蛋白ABCG2表达。

10.权利要求1所述的鼠李糖乳杆菌CCFM1130在制备发酵食品中的应用。

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