CN114350555A - 副干酪乳杆菌Lp.R3及其在制备提高免疫力药物中的应用 - Google Patents
副干酪乳杆菌Lp.R3及其在制备提高免疫力药物中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了副干酪乳杆菌Lp.R3及其在制备提高免疫力药物中的应用,属于微生物技术领域。本发明公开的副干酪乳杆菌Lp.R3,保藏编号为CGMCC No.22008。副干酪乳杆菌Lp.R3的菌悬液和发酵上清液在RAW264.7巨噬细胞中均能够显著促进细胞因子IL‑6、TNF‑α、IFN‑β的分泌,来提高先天免疫系统对潜在病原体的警觉;同时在斑马鱼体均未显著诱导ROS的产生,表明副干酪乳杆菌Lp.R3既能提高先天免疫系统对潜在病原体的警觉,又未诱导产生炎症反应,表现出良好的提高免疫力的潜能。本发明公开的一株副干酪乳杆菌Lp.R3在提高免疫力方面有巨大的潜在应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及微生物技术领域,更具体的说是涉及副干酪乳杆菌Lp.R3及其在制备提高免疫力药物中的应用。
背景技术
众所周知,免疫细胞中的巨噬细胞通过先天性和适应性免疫反应来维持人体对外部病原体的抵抗力和体内平衡。活化的巨噬细胞分泌多种免疫刺激因子,如一氧化氮(NO)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)、白介素-12(IL-12)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1),已知它们通过破坏侵入人体的外部病原体来执行先天免疫反应。此外,这些免疫刺激因子诱导巨噬细胞吞噬作用吞噬并清除外部病原体。巨噬细胞具有将抗原呈递给T细胞的能力,还可以作为细胞介导的免疫效应器发挥作用。此外,据报道,巨噬细胞产生的各种免疫刺激因子可激活T细胞和B细胞。这些报告表明巨噬细胞可以促进适应性免疫反应以及先天免疫反应。因此,人们已经认识到激活与先天免疫和适应性免疫相关的巨噬细胞有助于增强机体的免疫系统。
大量研究表明,益生菌可降低患癌症、动脉粥样硬化、心血管疾病、炎症、糖尿病等多种疾病的风险。但国际益生菌专利申请集中于美、日、俄传统研发强国,而我国缺乏拥有自主知识产权的功能性菌株。国内生产企业所用益生菌菌种长期依赖进口,而且国外菌株未必适合我国居民口腔、胃肠道生理状况。另外,益生菌的功能缺乏有力的科学研究证据,严重影响了益生菌及其制品的推广。基于此,针对菌种资源的功能深入挖掘,筛选出拥有自主知识产权、具有特定功能性质、适合中国人群生理特性的新型益生菌菌株,对提高我国益生菌生产企业的核心竞争力,促进我国益生菌制品发展尤为重要。
因此,提供副干酪乳杆菌Lp.R3及其在制备提高免疫力药物中的应用是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了副干酪乳杆菌Lp.R3及其在制备提高免疫力药物中的应用。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一株副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)Lp.R3,其保藏编号为CGMCCNo.22008,已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,简称CGMCC,地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,保藏日期为2021年3月15日,分类命名为副干酪乳杆菌Lactobacillusparacasei。
进一步,所述的一株副干酪乳杆菌Lp.R3在制备提高免疫力药物中的应用。
进一步,所述副干酪乳杆菌Lp.R3为菌悬液和发酵上清液。
进一步,所述副干酪乳杆菌Lp.R3在制备促进RAW264.7巨噬细胞分泌细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-β药物中的应用。
进一步,所述副干酪乳杆菌Lp.R3在斑马鱼体内未能诱导产生炎症反应。
本发明所述副干酪乳杆菌Lp.R3显著促进细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-β的分泌,和未显著诱导斑马鱼体内ROS的产生,表明副干酪乳杆菌Lp.R3既能提高先天免疫系统对潜在病原体的警觉,又未诱导产生炎症反应,表现出良好的提高免疫力的潜能。
本发明所述既能显著促进细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-β的分泌,又未显著诱导斑马鱼体内ROS的产生的菌株Lp.R3,包括菌株Lp.R3的发酵上清液(胞外分泌物)、菌悬液(菌体)。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了副干酪乳杆菌Lp.R3及其在制备提高免疫力药物中的应用,副干酪乳杆菌Lp.R3是从健康婴幼儿粪便中分离筛选得到的,在RAW264.7巨噬细胞中能够显著促进细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-β的分泌,来提高先天免疫系统对潜在病原体的警觉,即具有激活RAW264.7巨噬细胞的作用;同时在斑马鱼体内未显著诱导ROS的产生,即未诱导产生炎症反应,表明副干酪乳杆菌Lp.R3既能提高先天免疫系统对潜在病原体的警觉,又未诱导产生炎症反应,表现出良好的提高免疫力的潜能。此为利用副干酪乳杆菌Lp.R3开发提高免疫力的益生菌制剂提供理论参考和指导依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3与相关种的16S rDNA序列系统发育树;
图2附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3在MRS固体培养基上形成的菌落形态图;
图3附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3在血液琼脂平板上的菌落形态;
其中,1,阴性对照菌:CICC 10417英诺克李斯特氏菌;2,阳性对照菌:CICC 10473金黄色葡萄球菌;3,样品:副干酪乳杆菌Lp.R3;
图4附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3革兰氏染色后的显微形态观察;
图5附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3药敏检测图;
其中,A:青霉素;B:氨苄西林;C:美罗培南;D:万古霉素;E:红霉素;F:克林霉素;G:利奈唑胺;
图6附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3的菌悬液和发酵上清液对RAW264.7巨噬细胞分泌IL-6细胞因子的影响;
图7附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3的菌悬液和发酵上清液对RAW264.7巨噬细胞分泌TNF-α细胞因子的影响;
图8附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3的菌悬液和发酵上清液对RAW264.7巨噬细胞分泌IFN-β细胞因子的影响;
图9附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3的菌悬液和发酵上清液对斑马鱼ROS水平影响的直观图;
图10附图为本发明副干酪乳杆菌Lp.R3的菌悬液和发酵上清液对斑马鱼ROS影响的统计图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1副干酪乳杆菌Lp.R3分离、鉴定及保藏
(1)分离:将健康婴幼儿粪便经梯度稀释后,分别接种于MRS固体培养基、BHI固体培养基、BS固体培养基中,37℃厌氧培养48h,挑取平板上的单菌落划线分离得到纯菌落。将平板上的纯菌落接种于MRS液体培养基中,37℃厌氧培养12~16h,加入20%甘油,置于-80℃冰箱中保存。
(2)菌株的分子生物学鉴定:对所获得的菌株提取基因组DNA,通过PCR技术利用16S rDNA通用引物27F和1492R扩增16S rDNA全长片段,之后进行测序,鉴定菌株的种属。其中通用引物27F和1492R的序列如下:
27F:5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’;SEQ ID NO.1;
1492R:5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’;SEQ ID NO.2。
菌株的生理生化鉴定:挑取菌落制成菌悬液,用VITEKANC鉴定卡进行鉴定。具体生理生化结果见表1。
表1 Lp.R3生理生化反应结果
符号说明:“+”,阳性;“-”,阴性。
系统发育学分析:采用MEGA软件,邻位连接法显示“副干酪乳杆菌Lp.R3(LactobacillusparacaseiLp.R3)”与相关种的16S rDNA序列系统发育树,进行1000次的相似度重复计算,图中发育树节点只显示Bootstrap值大于50%数值,上标的“T”表示模式菌株。
实验结果:从广东省东莞市健康婴幼儿新鲜粪便中筛选出的菌株,以16SrDNA同源性为基础,选取11个典型菌株的16S rDNA用MEGA软件进行系统进化分析,结果见图1。Lp.R3与副干酪乳杆菌模式菌株JCM 1171T(D16550)单独构成一个分支,反映出两者的亲缘关系最近。因此,经生理生化鉴定、16S rDNA鉴定、以及由系统发育树显示,菌株Lp.R3被鉴定为副干酪乳杆菌,其16S rDNA序列如SEQ ID NO.3所示。
CTGGCGGCGTGCCTAATACATGCAAGTCGAACGAGTTCTCGTTGATGATCGGTGCTTGCACCGAGATTCAACATGGAACGAGTGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCCTTAAGTGGGGGATAACATTTGGAAACAGATGCTAATACCGCATAGATCCAAGAACCGCATGGTTCTTGGCTGAAAGATGGCGTAAGCTATCGCTTTTGGATGGACCCGCGGCGTATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGATGATACGTAGCCGAACTGAGAGGTTGATCGGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCACAATGGACGCAAGTCTGATGGAGCAACGCCGCGTGAGTGAAGAAGGCTTTCGGGTCGTAAAACTCTGTTGTTGGAGAAGAATGGTCGGCAGAGTAACTGTTGTCGGCGTGACGGTATCCAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTATCCGGATTTATTGGGCGTAAAGCGAGCGCAGGCGGTTTTTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCTCGGCTTAACCGAGGAAGCGCATCGGAAACTGGGAAACTTGAGTGCAGAAGAGGACAGTGGAACTCCATGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATATGGAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTGTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGCTCGAAAGCATGGGTAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCATGCCGTAAACGATGAATGCTAGGTGTTGGAGGGTTTCCGCCCTTCAGTGCCGCAGCTAACGCATTAAGCATTCCGCCTGGGGAGTACGACCGCAAGGTTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCTTTTGATCACCTGAGAGATCAGGTTTCCCCTTCGGGGGCAAAATGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTATGACTAGTTGCCAGCATTTAGTTGGGCACTCTAGTAAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGATGGTACAACGAGTTGCGAGACCGCGAGGTCAAGCTAATCTCTTAAAGCCATTCTCAGTTCGGACTGTAGGCTGCAACTCGCCTACACGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCACGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGAGAGTTTGTAACACCCGAAGCCGGTGGCGTAACCCTTTTA;SEQ ID NO.3。
(3)菌株的培养特性
用接种环挑取Lp.R3菌落,分区划线接种于MRS琼脂平板,37℃厌氧条件培养48h;另外,挑取Lp.R3菌落接种在血液琼脂平板上,以CICC 10417英诺克李斯特氏菌(Listeriainnocua)为阴性对照菌,CICC 10473金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)为阳性对照菌,37℃厌氧条件培养48h;观察MRS平板中菌落生长情况以及血液琼脂平板上有无溶血环形成。
实验结果:Lp.R3单菌落接种到MRS固体培养基上,37℃厌氧培养48h,菌落白色、圆形、表面湿润、不透明、边缘整齐(图2);阴性对照菌CICC 10417英诺克李斯特氏菌(Listeria innocua)在血液琼脂平板上不出现溶血环,而阳性对照菌CICC 10473金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)在血液琼脂平板上出现溶血环,副干酪乳杆菌Lp.R3在血液琼脂平板上不出现溶血环(图3)。
(4)菌株形态学鉴定:对筛选出的Lp.R3菌株革兰氏染色后于显微镜下观察,革兰氏阳性菌呈紫色,革兰氏阴性菌呈红色。
实验结果:Lp.R3菌体呈杆状,单个或成对排列,革兰氏阳性(图4)。
(5)药敏性试验:取上述培养Lp.R3菌株,采用E-test试验法进行对常用抗菌类药物的敏感性测定。
实验结果:由表2和图5可知,Lp.R3对青霉素、氨苄西林、红霉素、克林霉素、利奈唑胺敏感,对美罗培南中介,而对万古霉素不敏感。
表2Lp.R3药敏性试验结果
抗菌药物 | MIC值(μg/mL) | 药敏性 |
青霉素(PEN) | 0.25 | 敏感 |
氨苄西林(AM) | 0.25 | 敏感 |
美罗培南(MP) | 2 | 中介 |
万古霉素(VA) | ≥256 | 耐药 |
红霉素(EM) | 0.094 | 敏感 |
克林霉素(CM) | 0.064 | 敏感 |
利奈唑胺(LZ) | 0.50 | 敏感 |
实施例2副干酪乳杆菌Lp.R3发酵上清液(胞外分泌物)、菌悬液(菌体)的制备
将副干酪乳杆菌Lp.R3活化培养后接种于MRS液体培养基中,37℃培养15h后,调整发酵菌浓度为1×106CFU/mL,4℃,6000r/min离心10min,得到培养上清液和菌体沉淀,上清液经0.22μm滤膜过滤后得发酵上清液(胞外分泌物);用DMEM培养基将发酵上清液(胞外分泌物)稀释为50%(v/v),用于实施例3;用PBS将发酵上清液(胞外分泌物)稀释为50%(v/v),用于实施例4。菌体沉淀经PBS两次洗涤后,将菌体用DMEM培养基重新悬浮,调整细胞浓度为1×106CFU/mL得到菌悬液(菌体),用于实施例3;菌体沉淀经PBS两次洗涤后,将菌体用PBS重新悬浮,调整细胞浓度为1×106CFU/mL得到菌悬液(菌体),用于实施例4。
实施例3副干酪乳杆菌Lp.R3对RAW264.7巨噬细胞分泌IL-6、TNF-α、IFN-β细胞因子的影响
将对数生长期的RAW264.7巨噬细胞,经胰酶消化、吹打制备成细胞悬液后,调整其细胞浓度为5×104个/mL,接种于24孔培养板中,细胞数约为1×104个/孔,置37℃、5%CO2培养箱中孵育24h后,吸弃上清液,空白对照组加入1mL DMEM培养基,菌悬液组加入1mL副干酪乳杆菌Lp.R3菌悬液(实施例2中用DMEM培养基重新悬浮的菌悬液),发酵上清液组加入1mL副干酪乳杆菌Lp.R3发酵上清液(实施例2中用DMEM培养基将发酵上清液(胞外分泌物)稀释为50%(v/v)后的),孵育12h后,收集细胞上清,用ELISA试剂盒(南京草本源生物科技有限公司)检测IL-6、TNF-α、IFN-β的分泌。每组分别设6个复孔。采用SPSS 19.0软件统计处理数据,实验数据均用SD数据表示,用单因素方差分析。各实验组与空白对照组比较:***P<0.005。
结果见图6、图7、图8;由图6、图7和图8可知,与空白对照组(IL-6:15.74±1.97pg/mL;TNF-α:126.59±36.19pg/mL;IFN-β:20.67±7.77pg/mL)相比,副干酪乳杆菌Lp.R3菌悬液组的细胞因子IL-6(160.13±24.51pg/mL)、TNF-α(578.17±119.44pg/mL)、IFN-β(130.64±27.84pg/mL)分泌量均显著增加(P<0.005)。另外,副干酪乳杆菌Lp.R3发酵上清液组的细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-β分泌量分别为256.15±28.57pg/mL、1456.26±175.79pg/mL、381.18±39.5pg/mL,与空白对照组(IL-6:15.74±1.97pg/mL;TNF-α:126.59±36.19pg/mL;IFN-β:20.67±7.77pg/mL)相比均差异性显著(P<0.005)。因此,上述结果表明副干酪乳杆菌Lp.R3菌悬液和发酵上清液均显著促进细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-β的分泌,来提高先天免疫系统对潜在病原体的警觉,表现出良好的激活RAW264.7巨噬细胞的作用。
实施例4副干酪乳杆菌Lp.R3对斑马鱼体内ROS水平的影响
脂多糖(LPS)和2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)均购自Sigma-Aldrich公司。
挑选发育至4dpf(days post fertilization)的健康野生型AB系斑马鱼置于6孔细胞培养板中,每孔20条鱼。实验设置空白对照组、模型组(LPS)、Lp.R3菌悬液组、Lp.R3发酵上清液组,每组20条鱼。空白对照组加入PBS,模型组加入LPS溶液(5μg/mL),菌悬液组加入Lp.R3菌悬液(实施例2中用PBS重新悬浮的菌悬液),发酵上清液组加入Lp.R3发酵上清液(实施例2中用PBS将发酵上清液(胞外分泌物)稀释为50%(v/v)后的),每孔5mL;28℃孵育24h后,弃上述溶液,用PBS将上述斑马鱼洗涤3次,加入20μg/mL DCFH-DA溶液,每孔3mL,28℃避光孵育1h后,用PBS将上述斑马鱼洗涤3次,置于荧光显微镜下观察斑马鱼体内荧光强度并拍照记录。使用Image J软件对斑马鱼体内荧光强度(S)进行定量统计分析。斑马鱼体内ROS水平计算如下:
结果见图9、10;由图9和图10可知,斑马鱼体内绿色荧光的强弱反映ROS水平的高低;与空白对照组相比,模型组斑马鱼体内绿色荧光强度增强,表明模型组斑马鱼体内ROS水平升高;同时,与空白对照组(100.00±21.69%)相比,模型组斑马鱼体内ROS水平(167.97±31.96%)显著升高(p<0.005)表明LPS可诱导炎症反应,说明本次LPS刺激有效。
副干酪乳杆菌Lp.R3菌悬液组和发酵上清液组的斑马鱼体内绿色荧光强度较弱,与空白对照组相似。同时,副干酪乳杆菌Lp.R3菌悬液组和发酵上清液组的斑马鱼体内ROS水平分别为111.86±21.68%和117.29±14.26%,与空白对照组(100.00±21.69%)相比均无显著性差异(P>0.05),表明副干酪乳杆菌Lp.R3的发酵上清液、菌悬液在斑马鱼体内未诱导产生炎症反应。
上述结果表明副干酪乳杆菌Lp.R3菌悬液和发酵上清液既能显著促进细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-β的分泌,提高先天免疫系统对潜在病原体的警觉,又未诱导产生炎症反应,表现出良好的提高免疫力的潜能。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
序列表
<110> 广东南芯医疗科技有限公司 佛山市朗芯生物科技有限公司
<120> 副干酪乳杆菌Lp. R3及其在制备提高免疫力药物中的应用
<160> 3
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<400> 1
agagtttgat cctggctcag 20
<210> 2
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<400> 2
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<210> 3
<211> 1445
<212> DNA
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<400> 3
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tgtacacacc gcccgtcaca ccatgagagt ttgtaacacc cgaagccggt ggcgtaaccc 1440
tttta 1445
Claims (5)
1.一株副干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)Lp.R3,其特征在于,其保藏编号为CGMCC No.22008。
2.权利要求1所述的一株副干酪乳杆菌Lp.R3在制备提高免疫力药物中的应用。
3.根据权利要求2所述的一株副干酪乳杆菌Lp.R3在制备提高免疫力药物中的应用,其特征在于,所述副干酪乳杆菌Lp.R3为菌悬液和发酵上清液。
4.根据权利要求2所述的一株副干酪乳杆菌Lp.R3在制备提高免疫力药物中的应用,其特征在于,所述副干酪乳杆菌Lp.R3在制备促进RAW264.7巨噬细胞分泌细胞因子IL-6、TNF-α、IFN-β药物中的应用。
5.根据权利要求2所述的一株副干酪乳杆菌Lp.R3在制备提高免疫力药物中的应用,其特征在于,所述副干酪乳杆菌Lp.R3在斑马鱼体内未能诱导产生炎症反应。
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