CN112694992B - 一株可缓解腹泻的两歧双歧杆菌及其应用 - Google Patents
一株可缓解腹泻的两歧双歧杆菌及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一株可缓解腹泻的两歧双歧杆菌及其应用,属于微生物技术领域。本发明筛选出了一株两歧双歧杆菌CCFM1150,该菌株具有缓解由ETEC引起的腹泻的作用,具体体现在:(1)显著降低腹泻小鼠的体重损失;(2)显著降低腹泻小鼠的粪便含水量;(3)显著缓解腹泻小鼠空肠的病理损伤;(4)显著降低腹泻小鼠血清中的促炎因子水平;(5)显著提高腹泻小鼠血清中的抑炎因子水平;(6)显著提高腹泻小鼠粪便中短链脂肪酸的含量;(7)显著提高腹泻小鼠肠道菌群多样性,因此,两歧双歧杆菌CCFM1150在制备预防和/或治疗由ETEC引起的腹泻的产品(如食品或药品等)中,具有巨大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一株可缓解腹泻的两歧双歧杆菌及其应用,属于微生物技术领域。
背景技术
根据流行病学分析,腹泻是最常见的消化系统疾病之一,细菌腹泻是占据主要地位,其中最常见的细菌性痢疾病原体包括大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌和金黄色葡萄球菌。产肠毒素大肠杆菌(ETEC)是旅行者腹泻以及发展中国家儿童特有的腹泻和发育迟缓的主要原因。ETEC产生热不稳定(LT)和热稳定(ST)肠毒素,与抗霍乱毒素的结构和功能相似,刺激细胞中cAMP的合成,并通过在小肠中定殖而引起人和其他动物的腹泻。
对于治疗腹泻,使用抗生素是一种有效的手段。在确定以ETEC为最常见病因的旅行者腹泻的治疗中,红霉素、诺氟沙星、环丙沙星和氧氟沙星等抗生素均十分有效。然而,由于儿童腹泻不仅是由ETEC引起,还有可能由其他细菌和病毒因子引起,并且,临床表现不足以区分它们,因此,很难研究抗生素对ETEC病患儿童的作用,同时,抗生素也并不是一种治疗儿童腹泻的常规方法。另外,服用抗生素还存在副作用大、成本高、ETEC易出现耐药性等问题。上述缺陷均使得这些抗生素的使用受到限制,而替代方法的有效性还在研究中。
除此之外,对于预防腹泻,常使用灭活的全细胞疫苗(Dukoral®),全细胞疫苗(Dukoral®)主要是为预防霍乱而设计,该疫苗包含霍乱毒素的重组B亚基,其抗原性类似于ETEC的热不稳定毒素。但是,目前的实验结果不足以支持口服霍乱疫苗Dukoral®可以预防由ETEC引起的腹泻,这可能是因为ETEC血清型的O和H抗原多样性导致。
益生菌是通过定殖在人体内,改变宿主肠道菌群组成,进而代谢产生如短链脂肪酸等有益代谢物,以对宿主产生有益影响的一类菌。与普通的药物相比,益生菌具有安全性高、无副作用、不会出现耐药性和成本低等优势。并且,研究表明,少数益生菌确实可对一些特殊的疾病起到预防和/或治疗作用,例如,公开号为CN108220206A的专利申请文本中,长双歧杆菌YS108R就可很好的预防和/或治疗结肠炎。因此,急需找到一株可缓解由ETEC引起的腹泻的益生菌。
发明内容
[技术问题]
本发明要解决的技术问题是提供一株可缓解由ETEC引起的腹泻的两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)。
[技术方案]
为解决本发明的技术问题,本发明提供了一株两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150,分类命名为Bifidobacterium bifidum,已于2020年12月10日保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为GDMCC No:61198,保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼。
所述两歧双歧杆菌CCFM1150是从来源于山东济南地区的桦甸泡菜样本中分离得到的,该菌株经测序分析,其16S rDNA序列如SEQ ID NO.1所示,将测序得到的序列在NCBI中进行核酸序列比对,结果显示菌株为两歧双歧杆菌,命名为两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150。
所述两歧双歧杆菌CCFM1150在MRS培养基上的菌落呈现乳白色、表面光滑、圆形凸起、有光泽。
本发明还提供了所述两歧双歧杆菌CCFM1150在制备预防和/或治疗腹泻的产品中的应用。
在本发明的一种实施方式中,所述产品中,上述两歧双歧杆菌CCFM1150的活菌数为不低于1×109 CFU/mL或1×109 CFU/g。
在本发明的一种实施方式中,所述产品包含药品。
在本发明的一种实施方式中,所述药品含有上述两歧双歧杆菌CCFM1150、药物载体和/或药用辅料。
在本发明的一种实施方式中,所述发酵剂的制备方法为将上述两歧双歧杆菌CCFM1150按照占培养基总质量2~4%的接种量接种到培养基中,于37°C下培养24~48 h,得到培养液;将培养液离心,得到菌体;将菌体用生理盐水重悬,得到发酵剂。
在本发明的一种实施方式中,所述培养基为MRS培养基。
在本发明的一种实施方式中,所述腹泻为由ETEC引起的腹泻。
本发明还提供了一种用于预防和/或治疗腹泻的产品,所述产品含有上述两歧双歧杆菌CCFM1150。
在本发明的一种实施方式中,所述产品中,上述两歧双歧杆菌CCFM1150的活菌数为不低于1×109 CFU/mL或1×109 CFU/g。
在本发明的一种实施方式中,所述产品包含药品。
在本发明的一种实施方式中,所述药品含有上述两歧双歧杆菌CCFM1150、药物载体和/或药用辅料。
在本发明的一种实施方式中,所述发酵剂的制备方法为将上述两歧双歧杆菌CCFM1150按照占培养基总质量2~4%的接种量接种到培养基中,于37°C下培养24~48 h,得到培养液;将培养液离心,得到菌体;将菌体用生理盐水重悬,得到发酵剂。
在本发明的一种实施方式中,所述培养基为MRS培养基。
在本发明的一种实施方式中,所述腹泻为由ETEC引起的腹泻。
[有益效果]
1、本发明筛选出了一株两歧双歧杆菌CCFM1150,此两歧双歧杆菌CCFM1150具有缓解由ETEC引起的腹泻的作用,具体体现在:
(1)显著降低腹泻小鼠的体重损失;
(2)显著降低腹泻小鼠的粪便含水量;
(3)显著缓解腹泻小鼠空肠的病理损伤;
(4)显著降低腹泻小鼠血清中的促炎因子水平;
(4)显著提高腹泻小鼠血清中的抑炎因子水平;
(4)显著提高腹泻小鼠粪便中短链脂肪酸的含量;
(5)显著提高腹泻小鼠肠道菌群多样性,
因此,两歧双歧杆菌CCFM1150在制备预防和/或治疗由ETEC引起的腹泻的产品(如药品等)中,具有巨大的应用前景。
2、两歧双歧杆菌是益生菌的一种,目前已被纳入卫生部下发的《可用于食品的菌种名单》,因此,本发明筛选得到的两歧双歧杆菌CCFM1150不会给腹泻患者带来任何潜在的安全隐患。
3、两歧双歧杆菌的培育过程仅需培养基以及一些培养条件的控制,成本相对低廉,不会给腹泻患者带来太大的经济负担。
生物材料保藏
一株两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150,分类学命名为Bifidobacterium bifidum,已于2020年12月10日保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为GDMCC No:61198,保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼。
附图说明
图1:不同组小鼠的体重变化情况。
图2:不同组小鼠粪便含水量的变化情况。
图3:不同组小鼠空肠的病理损伤情况。
图4:不同组小鼠血清中TNF-α的含量。
图5:不同组小鼠血清中IL-10的含量。
图6:不同组小鼠粪便中乙酸的含量。
图7:不同组小鼠粪便中丙酸的含量。
图8:不同组小鼠粪便中丁酸的含量。
图9:不同组小鼠粪便中戊酸的含量。
图10:不同组小鼠肠道菌群的α多样性。
图11:不同组小鼠肠道菌群的β多样性。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的阐述。
下述实施例中涉及的BALB/c小鼠购自浙江维通利华公司;下述实施例中涉及的链霉素购自上海生工生物工程(上海)股份有限公司;下述实施例中涉及的ETEC O78:K80购自中国工业微生物菌种保藏管理中心;下述实施例中涉及的鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG由江南大学食品学院生物技术中心分离得到;下述实施例中涉及的环丙沙星购自生工生物工程(上海)股份有限公司;下述实施例中涉及的检测TNF-α(货号:ML720852-2)和IL-10(货号:ML720162-2)的ELISA试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司。
下述实施例中涉及的培养基如下:
MRS固体培养基:蛋白胨10 g/L、牛肉膏10 g/L、葡萄糖20 g/L、乙酸钠2 g/L、酵母粉5 g/L、柠檬酸氢二铵2 g/L、K2PO4·3H2O 2.6 g/L、MgSO4·7 H2O 0.1 g/L、MnSO4 0.05g/L、吐温80 1 mL/L、琼脂15 g/L、半胱氨酸氨酸盐0.5 g/L。
MRS液体培养基:蛋白胨10 g/L、牛肉膏10 g/L、葡萄糖20 g/L、乙酸钠2 g/L、酵母粉5 g/L、柠檬酸氢二铵2 g/L、K2PO4·3H2O 2.6 g/L、MgSO4·7 H2O 0.1 g/L、MnSO4 0.05g/L、吐温80 1 mL/L、半胱氨酸氨酸盐0.5 g/L。
实施例1:两歧双歧杆菌CCFM1150的筛选及菌种鉴定
1、筛选
以来源于山东济南地区的健康人体粪便样本,取0.5 g保存于30%(v/v)甘油中的样本在无菌环境下加入装有4.5 mL生理盐水(含有0.5 g/L半胱氨酸)的10 mL离心管中,得到10-1稀释液,重复上述稀释步骤,依次得到10-2、10-3、10-4、10-5、10-6稀释液;分别吸取100μL不同梯度的梯度稀释液涂布于MRS固体培养基(含有0.5 g/L半胱氨酸)上,37°C培养72h,得到稀释涂布平板;挑取稀释涂布平板上的典型菌落分别在MRS固体培养基(含有0.5 g/L半胱氨酸)上划线,37°C培养48 h,得到纯化菌落;挑取纯化菌落接种至MRS液体培养基(含有0.5 g/L半胱氨酸)中,37°C培养48 h,得到菌株CCFM1150。
2、鉴定
提取CCFM1150的基因组,将CCFM1150的16S rDNA进行扩增和测序(由上海生工生物工程股份有限公司完成),将测序分析得到的CCFM1150的16S rDNA序列(CCFM1150的16SrDNA序列如SEQ ID NO.1所示)在GenBank中进行比对,结果显示此菌株均为两歧双歧杆菌,命名为两歧双歧杆菌CCFM1150。
实施例2~6中,乳酸菌菌液的制备方法如下:
蘸取乳酸菌菌液在MRS固体培养基上划线,37°C培养48 h,得到单菌落;挑取单菌落接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到活化液;将活化液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到一级种子液;将一级种子液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到二级种子液;将二级种子液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到菌液;将菌液6000 g离心15 min,收集沉淀;将沉淀用pH为7.4的PBS缓冲液洗涤两次后,6000 g再次离心10 min,得到菌体;用含有130 g/L脱脂乳、20 g/L海藻糖和20 g/L蔗糖的保护剂溶液将乳酸菌菌体重悬至细胞浓度为5´109 CFU/mL,得到乳酸菌菌液。
研究证明鼠李糖LGG菌株是存在于健康人体内的益生菌类型(主要存在于人类的消化道环境中)。自分离出鼠李糖LGG菌株以来,已进行了广泛的研究,它在调整和改善胃肠道功能、预防和减少腹泻、提高机体免疫力、预防龋齿等诸多方面都具有作用。鼠李糖LGG已成为商业化菌株并且已有文献报道鼠李糖LGG在缓解ETEC引起的腹泻的有益作用。同时,环丙沙星用于治疗由细菌感染引起的感染性的腹泻已被人们所熟知,比如治疗由志贺菌属,大肠埃希菌等引起的感染性腹泻有一定的效果。因此,下述实施例中以鼠李糖LGG和环丙沙星作为菌株的阳性对照。
实施例2:两歧双歧杆菌CCFM1150对腹泻小鼠体重和粪便含水量的影响
具体步骤如下:
取3~4周龄的雌性无病原体(SPF)BALB/c小鼠48只,于饲养室温为22~24℃,湿度为40~60%,12 h/12 h昼夜交替,自由进食及饮水的条件下饲养1周后,随机分为6组,每组8只,6组分别为:对照组、模型组、灌胃环丙沙星的药物组、灌胃鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG的LGG组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液的CCFM1150组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液的FJSSZ7M4组(两歧双歧杆菌FJSSZ7M4按照实施例1相同的筛选方法筛选自江苏苏州的婴幼儿粪便样品,其16S rDNA序列如SEQ ID NO.2所示,菌液的制备方法同实施例1)。
实验共3周:动物适应性饲养1周后开始实验。从造模前7天开始,一直持续到实验结束(不包括抗生素处理的那3天),对照组和模型组小鼠每只每天灌胃0.2 mL含有130 g/L脱脂乳、20 g/L海藻糖和20 g/L蔗糖的保护剂溶液,药物组每只每天灌胃0.2 mL浓度为1g/L的环丙沙星水溶液(无菌),LGG组每只每天灌胃0.2 mL鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG菌液,CCFM1150组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液,FJSSZ7M4组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液;第2周到第3周为造模期,造模第1~3天,在小鼠饮用水中加入5 g/L的链霉素,以消除BALB/c小鼠肠道正常菌群,造模第4~7天,用不含抗生素的无菌水代替含有链霉素的水作为小鼠饮用水,并且,对小鼠禁食12 h,12 h后,给每组小鼠每只灌胃0.2mL浓度为1.2´1011 CFU/mL的ETEC O78:K80悬液(通过将ETEC O78:K80菌体溶于浓度为8.5g/L的生理盐水而得),连续灌胃4天,1天2次,每次间隔2 h。
造模期间以及造模结束后,通过体重计测定每组小鼠体重;实验结束后,收集小鼠粪便,通过Lyobeta 5ps冻干机(西班牙泰事达公司)测定小鼠粪便的含水量,测定结果分别见图1~2。
由图1可知,在第4天造模前,由于禁食12 h,各组小鼠的体重均明显下降,恢复饮食后,各组小鼠的体重均明显上升;第3周时,模型组小鼠的体重显著低于对照组小鼠(体重比降低了5%),CCFM1150组小鼠的体重均显著高于模型组小鼠(提高4%),其中,对照组、CCFM1150组和模型组小鼠的体重比(第21天与第14天的体重之比)分别为1.01、0.99和0.95。
由图2可知,对照组和CCFM1150组小鼠的粪便含水量显著低于模型组小鼠(分别为58%和53%),药物组、LGG组、FJSSZ7M4组小鼠的粪便含水量分别为61%、65%、63%,与模型组无显著性差异。
可见,两歧双歧杆菌CCFM1150可有效缓解腹泻小鼠体重降低、粪便含水量升高的症状,且效果优于环丙沙星、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4。
实施例3:两歧双歧杆菌CCFM1150对腹泻小鼠空肠病理损伤情况的影响
具体步骤如下:
取3~4周龄的雌性无病原体(SPF)BALB/c小鼠48只,于饲养室温为22~24℃,湿度为40~60%,12 h/12 h昼夜交替,自由进食及饮水的条件下饲养1周后,随机分为6组,每组8只,6组分别为:对照组、模型组、灌胃环丙沙星的药物组、灌胃鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG的LGG组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液的CCFM1150组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液的FJSSZ7M4组。
实验共3周:动物适应性饲养1周后开始实验。从造模前7天开始,一直持续到实验结束(不包括抗生素处理的那3天),对照组和模型组小鼠每只每天灌胃0.2 mL含有130 g/L脱脂乳、20 g/L海藻糖和20 g/L蔗糖的保护剂溶液,药物组每只每天灌胃0.2 mL浓度为1g/L 的环丙沙星水溶液(无菌),LGG组每只每天灌胃0.2 mL鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG菌液,CCFM1150组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液,FJSSZ7M4组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液;第2周到第3周为造模期,造模第1~3天,在小鼠饮用水中加入5 g/L的链霉素,以消除BALB/c小鼠肠道正常菌群,造模第4~7天,用不含抗生素的无菌水代替含有链霉素的水作为小鼠饮用水,并且,对小鼠禁食12 h,12 h后,给每组小鼠每只灌胃0.2mL浓度为1.2´1011 CFU/mL的ETEC O78:K80悬液(通过将ETEC O78:K80菌体溶于浓度为8.5g/L的生理盐水而得),连续灌胃4天,1天2次,每次间隔2 h。
实验结束后,处死小鼠,取小鼠空肠,于4%(v/v)多聚甲醛中浸泡24 h,得到固定好的空肠组织;将固定好的空肠组织依次进行脱水、透明、浸蜡后,用莱卡石蜡包埋机将组织包埋于蜡块中,得到包埋好空肠组织的蜡块;其中,脱水、透明、浸蜡的具体步骤如下:(1)脱水:将固定好的组织先依次经70%、80%和90%(v/v)梯度乙醇溶液进行脱水,每个梯度各30min,然后放入95%和100%(v/v)酒精溶液各2次,每次20min;(2)透明:将组织先放入酒精和二甲苯等体积比混合液中15 min,然后放入二甲苯I和二甲苯II各15 min;(3)浸蜡:将组织样放入62℃的石蜡I和石蜡II液体中各30 min。
将包埋好空肠组织的蜡块用莱卡手动轮转切片机进行切片,切片厚度为5 μm,得到空肠组织切片;将空肠组织切片经展片和捞片、烤片、苏木精染色、分化、漂洗、伊红复染、脱水、透明、封片,得到H&E空肠切片;其中,展片和捞片、烤片、苏木精染色、分化、漂洗、伊红复染、脱水、透明、封片的具体操作如下:(1)展片和捞片:将切片放于42℃恒温水浴中进行展片后用载玻片小心地捞出;(2)烤片:将切片放于60℃烘箱中过夜烤片;(3)苏木精染色:将切片先进行水化(即先将切片置于二甲苯I和二甲苯II各5 min,然后依次放入100%、95%、90%、80%和70%(v/v)梯度酒精溶液中各5min,最后放入蒸馏水中3 min),然后进行染色(即将切片放入苏木精染色液中约20 s),最后进行水洗(即将切片用自来水冲洗约30 min);(4)分化:将切片放入1%(v/v)盐酸乙醇溶液中7 s,进行褪色;(5)漂洗:用自来水冲洗切片约20 min;(6)复染:将切片浸入伊红染色液,立即取出;(7)脱水:将切片先依次放入95%(v/v)乙醇溶液I、95%(v/v)乙醇溶液II、70%(v/v)乙醇溶液,放入后立即取出,然后浸入80%(v/v)乙醇溶液50 s,最后浸入100%(v/v)乙醇2 min;(8)透明:将切片先浸入乙醇和二甲苯等体积比混合液1 min,然后浸入二甲苯I和二甲苯II各2 min;(9)封片:将切片用中性树胶封片。
用Pannoramic MIDI数字切片扫描仪扫描制作好的H&E空肠切片,并且,拍照观察小鼠空肠的绒毛长度和隐窝深度,观察结果见图3。
由图3可知,模型组小鼠较对照组小鼠而言,空肠绒毛明显缩短,药物组、LGG组和FJSSZ7M4组小鼠与造模组小鼠相比,空肠结构无明显变化,但两歧双歧杆菌CCFM1150组小鼠的空肠结构与对照组相似,绒毛长度没有明显缩短。
可见,两歧双歧杆菌CCFM1150对空肠组织有明显的保护作用,且效果优于环丙沙星和鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4。
实施例4:两歧双歧杆菌CCFM1150对腹泻小鼠血清中炎症因子水平的影响
具体步骤如下:
取3~4周龄的雌性无病原体(SPF)BALB/c小鼠48只,于饲养室温为22~24℃,湿度为40~60%,12 h/12 h昼夜交替,自由进食及饮水的条件下饲养1周后,随机分为6组,每组8只,6组分别为:对照组、模型组、灌胃环丙沙星的药物组、灌胃鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG的LGG组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液的CCFM1150组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液的FJSSZ7M4组。
实验共3周:动物适应性饲养1周后开始实验。从造模前7天开始,一直持续到实验结束(不包括抗生素处理的那3天),对照组和模型组小鼠每只每天灌胃0.2 mL含有130 g/L脱脂乳、20 g/L海藻糖和20 g/L蔗糖的保护剂溶液,药物组每只每天灌胃0.2 mL浓度为1g/L 的环丙沙星水溶液(无菌),LGG组每只每天灌胃0.2 mL鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG菌液,CCFM1150组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液,FJSSZ7M4组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液;第2周到第3周为造模期,造模第1~3天,在小鼠饮用水中加入5 g/L的链霉素,以消除BALB/c小鼠肠道正常菌群,造模第4~7天,用不含抗生素的无菌水代替含有链霉素的水作为小鼠饮用水,并且,对小鼠禁食12 h,12 h后,给每组小鼠每只灌胃0.2mL浓度为1.2´1011 CFU/mL的ETEC O78:K80悬液(通过将ETEC O78:K80菌体溶于浓度为8.5g/L的生理盐水而得),连续灌胃4天,1天2次,每次间隔2 h。
实验结束后,取血并处死小鼠,取小鼠血清,通过ELISA试剂盒测定每组小鼠血清中TNF-α和IL-10的含量,检测结果见图4~5。
如图4所示,模型组小鼠血清中TNF-α的浓度为188.26pg/mL,与对照组(118.42pg/mL)相比具有显著性变化;相比于模型组小鼠,LGG组、CCFM1150组和FJSSZ7M4组小鼠血清中TNF-α水平显著降低,分别为98.51 pg/mL,125.93 pg/mL,114.96 pg/mL,药物组则无显著性变化。
如图5所示,对照组和CCFM1150组小鼠血清中IL-10的含量分别为113.83 pg/mL和137.55 pg/mL,均较模型组小鼠(52.11 ng/L)显著增加;药物组、LGG组和FJSSZ7M4组小鼠则与模型组相比无显著性变化。
可见,两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150可显著降低腹泻小鼠血清中的促炎因子水平以及显著增加腹泻小鼠血清中的抗炎因子水平,优于环丙沙星、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4效果。
实施例5:两歧双歧杆菌CCFM1150对腹泻小鼠粪便中短链脂肪酸含量的影响
具体步骤如下:
取3~4周龄的雌性无病原体(SPF)BALB/c小鼠48只,于饲养室温为22~24℃,湿度为40~60%,12 h/12 h昼夜交替,自由进食及饮水的条件下饲养1周后,随机分为6组,每组8只,6组分别为:对照组、模型组、灌胃环丙沙星的药物组、灌胃鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG的LGG组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液的CCFM1150组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液的FJSSZ7M4组。
实验共3周:动物适应性饲养1周后开始实验。从造模前7天开始,一直持续到实验结束(不包括抗生素处理的那3天),对照组和模型组小鼠每只每天灌胃0.2 mL含有130 g/L脱脂乳、20 g/L海藻糖和20 g/L蔗糖的保护剂溶液,药物组每只每天灌胃0.2 mL浓度为1g/L 的环丙沙星水溶液(无菌),LGG组每只每天灌胃0.2 mL鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG菌液,CCFM1150组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液,FJSSZ7M4组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液;第2周到第3周为造模期,造模第1~3天,在小鼠饮用水中加入5 g/L的链霉素,以消除BALB/c小鼠肠道正常菌群,造模第4~7天,用不含抗生素的无菌水代替含有链霉素的水作为小鼠饮用水,并且,对小鼠禁食12 h,12 h后,给每组小鼠每只灌胃0.2mL浓度为1.2´1011 CFU/mL的ETEC O78:K80悬液(通过将ETEC O78:K80菌体溶于浓度为8.5g/L的生理盐水而得),连续灌胃4天,1天2次,每次间隔2 h。
实验结束后,收集小鼠粪便置于液氮中,后转移至-80℃冰箱,在进行短链脂肪酸含量的检测前取出,进行真空冷冻干燥,准确称取0.05 g冻干后的粪便样品溶解于0.5 mL饱和氯化钠溶液中,浸泡30 min,组织匀浆机匀浆,加入0.02 mL浓度为10%的硫酸,震荡30s,在通风橱内向粪便溶液中准确加入0.8 mL乙醚溶液,震荡30 s后离心15 min(8000 g、4℃),移取上清液至含有0.25 g无水硫酸钠的离心管中,震荡均匀,离心15 min(8000 g、4℃),取上清至气质容量瓶中,通过GCMS检测短链脂肪酸含量,检测结果见图6~9。
如图6~9所示,模型组小鼠粪便中乙酸、丙酸、丁酸和戊酸含量(分别为127.59 g/mol,10.32 g/mol,3.32 g/mol,2.25 g/mol)较对照组小鼠(分别为199.32g/mol,19.03g/mol,4.45g/mol,2.47g/mol)下降,其中,乙酸、丙酸、丁酸含量下降最为显著;CCFM1150组小鼠粪便中丙酸的含量(18.91 g/mol)与模型组相比显著上调;药物组、LGG组和FJSSZ7M4组小鼠粪便中乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的含量则与模型组无显著差异。
可见,两歧双歧杆菌CCFM1150可显著提高腹泻小鼠粪便中短链脂肪酸的含量,环丙沙星、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4则无此效果。
实施例6:两歧双歧杆菌CCFM1150对腹泻小鼠肠道菌群多样性的影响
具体步骤如下:
取3~4周龄的雌性无病原体(SPF)BALB/c小鼠48只,于饲养室温为22~24℃,湿度为40~60%,12 h/12 h昼夜交替,自由进食及饮水的条件下饲养1周后,随机分为6组,每组8只,6组分别为:对照组、模型组、灌胃环丙沙星的药物组、灌胃鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG的LGG组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液的CCFM1150组、灌胃两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液的FJSSZ7M4组。
实验共3周:动物适应性饲养1周后开始实验。从造模前7天开始,一直持续到实验结束(不包括抗生素处理的那3天),对照组和模型组小鼠每只每天灌胃0.2 mL含有130 g/L脱脂乳、20 g/L海藻糖和20 g/L蔗糖的保护剂溶液,药物组每只每天灌胃0.2 mL浓度为1g/L 的环丙沙星水溶液(无菌),LGG组每只每天灌胃0.2 mL鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)GG菌液,CCFM1150组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150菌液,FJSSZ7M4组每只每天灌胃0.2 mL两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4菌液;第2周到第3周为造模期,造模第1~3天,在小鼠饮用水中加入5 g/L的链霉素,以消除BALB/c小鼠肠道正常菌群,造模第4~7天,用不含抗生素的无菌水代替含有链霉素的水作为小鼠饮用水,并且,对小鼠禁食12 h,12 h后,给每组小鼠每只灌胃0.2mL浓度为1.2´1011 CFU/mL的ETEC O78:K80悬液(通过将ETEC O78:K80菌体溶于浓度为8.5g/L的生理盐水而得),连续灌胃4天,1天2次,每次间隔2 h。
实验结束后,收集小鼠粪便,通过FastDNA Spin Kit(美国MP生物医药公司)提取粪便中的基因组DNA,对提取得到的基因组DNA的V3-V4区进行特异性PCR扩增,16S rDNA测序,分析粪便菌群α多样性(Chao 1、Shannon和Simpson)和β多样性的变化,分析结果见图10~11。
由图10可知,就Chao 1指数而言,对照组、药物组和LGG组与模型组相比均不存在显著性差异(p>0.05),但两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4能显著提高小鼠肠道群落的多样性;就Shannon指数和Simpson指数而言,模型组能显著降低样本中微生物的多样性,CCFM1150组能显著提高小鼠粪便样本肠道菌群的多样性,而药物组、LGG组和FJSSZ7M4组较模型组均不存在显著性差异(p>0.05)。
由图11可知,模型组小鼠的肠道菌群与对照组小鼠显著不同;经过两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150组和两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)FJSSZ7M4组的干预后,小鼠肠道菌群向对照组发生了移动,其他组别则与造模组的肠道菌群分布没有较大差异。
可见,两歧双歧杆菌CCFM1150可有效提高腹泻小鼠肠道菌群多样性,且效果远优于药物组和LGG组。
实施例7:两歧双歧杆菌CCFM1150的应用
具体步骤如下:
两歧双歧杆菌CCFM1150可用于制备片剂,片剂的具体制备过程如下:
挑取实施例1获得的两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150的单菌落接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到活化液;将活化液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到一级种子液;将一级种子液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到二级种子液;将二级种子液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到菌液;将菌液6000 g离心15 min,收集沉淀;将沉淀用pH为7.4的PBS缓冲液洗涤两次后,6000 g再次离心10 min,得到菌体;用含有130 g/L脱脂乳、20 g/L海藻糖和20 g/L蔗糖的保护剂溶液将两歧双歧杆菌菌体重悬至细胞浓度为1´1010 CFU/mL,得到两歧双歧杆菌菌液;将两歧双歧杆菌菌液冷冻干燥,得到两歧双歧杆菌菌粉;在两歧双歧杆菌菌粉中加入占两歧双歧杆菌菌菌粉总重计2%的硬脂酸作润滑剂、3%的CMC-Na作粘合剂后进行压片,得到片剂。
取1 g上述片剂每天灌胃腹泻小鼠,连续五周,可有效缓解小鼠腹泻的症状,在预防和/或治疗腹泻上有极好的效果。
实施例8:两歧双歧杆菌CCFM1150的应用
具体步骤如下:
两歧双歧杆菌CCFM1150可用于制备菌粉,菌粉的具体制备过程如下:
挑取实施例1获得的两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150的单菌落接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到活化液;将活化液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到一级种子液;将一级种子液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到二级种子液;将二级种子液按照1%(v/v)的接种量接入MRS液体培养基中,于37℃培养24 h,得到菌液;将菌液6000 g离心15 min,收集沉淀;将沉淀用pH为7.4的PBS缓冲液洗涤两次后,6000 g再次离心10 min,得到菌体;用含有130 g/L脱脂乳、20 g/L海藻糖和20 g/L蔗糖的保护剂溶液将两歧双歧杆菌菌体重悬至细胞浓度为1´1010 CFU/mL,得到两歧双歧杆菌菌液;将两歧双歧杆菌菌液冷冻干燥,得到菌粉。
取1 g上述菌粉每天灌胃腹泻小鼠,连续一周,可有效缓解小鼠腹泻的症状,在预防和/或治疗腹泻上有极好的效果。
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。
SEQUENCE LISTING
<110> 江南大学
<120> 一株可缓解腹泻的两歧双歧杆菌及其应用
<130> BAA200979A
<160> 2
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 1526
<212> DNA
<213> Bifidobacterium bifidum
<400> 1
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tgctcccaaa caaaagaggt ttacaacccg aaggcctcca tccctcacgc ggcgtcgctg 1080
catcaggctt gcgcccattg tgcaatattc cccactgctg cctcccgtag gagtctgggc 1140
cgtatctcag tcccaatgtg gccggtcgcc ctctcaggcc ggctacccgt cgaagccttg 1200
gtgagccgtt acctcaccaa caagctgata ggacgcgacc ccatcccacg ccgatagaat 1260
ctttcccaca atcacatgcg atcatgtgga acatccggca ttaccacccg tttccaggag 1320
ctattccgga gcatggggca ggtcggtcac gcattactca cccgttcgcc actctcacca 1380
ccaagcaaag cccgatggat cccgttcgac ttgcatgtgt taagcacgcc gccagcgttc 1440
atcctgagcc agaatcgaac cctccacaaa aaaaacgaaa gggaaccatt gatgacccca 1500
aaaattgacg cgacttctta ataagg 1526
<210> 2
<211> 1356
<212> DNA
<213> Bifidobacterium bifidum
<400> 2
aggggttagg ccaccggctt cgggtgctgc ccactttcat gacttgacgg gcggtgtgta 60
caaggcccgg gaacgcattc accgcggcgt tgctgatccg cgattactag cgactccgcc 120
ttcacggagc cgggttgcag gctccgatcc gaactgagac cggttttcag ggatccgctc 180
catgtcgcca tgtcgcatcc cgctgtaccg gccattgtag catgcgtgaa gccctggacg 240
taaggggcat gatgatctga cgtcatcccc accttcctcc gagttaaccc cggcggtccc 300
ccgtgagttc ccaccataac gtgctggcaa cacggggcga gggttgcgct cgttgcggga 360
cttaacccaa catctcacga cacgagctga cgacgaccat gcaccacctg tgaacccgcc 420
ccgaagggaa acgccatctc tggcgtcgtc gggaacatgt caagcccagg taaggttctt 480
cgcgttgcat cgaattaatc cgcatgctcc gccgcttgtg cgggcccccg tcaatttctt 540
tgagttttag ccttgcggcc gtactcccca ggcgggacgc ttaacgcgtt agctccgaca 600
cggaacacgt ggaacgtgcc ccacatccag cgtccaccgt ttacggcgtg gactaccagg 660
gtatctaatc ctgttcgctc cccacgcttt cgctcctcag cgtcagtgac ggcccagaga 720
cctgccttcg ccatcggtgt tcttcccgat atctacacat tccaccgtta caccgggaat 780
tccagtctcc cctaccgcac tccagcccgc ccgtacccgg cgcagatcca ccgttaagcg 840
atggactttc acaccggacg cgacgagccg cctacgagcc ctttacgccc aataaatccg 900
gataacgctt gcgccctacg tattaccgcg gctgctggca cgtagttagc cggcgcttat 960
tcgaaaggta cactcacccg aaggcttgct cccaaacaaa agaggtttac aacccgaagg 1020
cctccatccc tcacgcggcg tcgctgcatc aggcttgcgc ccattgtgca atattcccca 1080
ctgctgcctc ccgtaggagt ttgggccgta tctcagtccc aatgtggccg gtcgccctct 1140
caggccggct acccgtcgaa gccttggtga gccgttacct caccaacaag ctgataggac 1200
gcgaccccat cccacgccga tagaatcttt cccacaatca catgcgatca tgtggaacat 1260
ccggcattac cacccgtttc caggagctat tccggagcat ggggcaggtc ggtcacgcat 1320
tactcacccg ttcgccactc tcaccaccaa gcaaag 1356
Claims (7)
1.一株两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)CCFM1150,已于2020年12月10日保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为GDMCC No:61198。
2.一种制备预防和/或治疗腹泻的药品的方法,其特征在于,使用权利要求1所述两歧双歧杆菌。
3.如权利要求2所述的一种制备预防和/或治疗腹泻的药品的方法,其特征在于,所述药品中,权利要求1所述两歧双歧杆菌的活菌数为不低于1×109 CFU/mL或1×109 CFU/g。
4.如权利要求2或3所述的一种制备预防和/或治疗腹泻的药品的方法,其特征在于,所述药品含有权利要求1所述两歧双歧杆菌、药物载体和药用辅料。
5.一种用于预防和/或治疗腹泻的药品,其特征在于,所述药品含有如权利要求1所述的两歧双歧杆菌。
6.如权利要求5所述的一种用于预防和/或治疗腹泻的药品,其特征在于,所述药品中,权利要求1所述两歧双歧杆菌的活菌数为不低于1×109 CFU/mL或1×109 CFU/g。
7.如权利要求5或6所述的一种用于预防和/或治疗腹泻的药品,其特征在于,所述药品含有权利要求1所述两歧双歧杆菌、药物载体和药用辅料。
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