CN114774317A - 产生干燥的乳杆菌属细胞的方法 - Google Patents
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Abstract
本披露提供了产生干燥的乳杆菌属细胞的方法。在一个方面,该方法导致乳杆菌属细胞的重金属结合能力增加。在一个方面,用于产生干燥的乳杆菌属细胞的方法包括在发酵培养基中发酵乳杆菌属细胞。将这些乳杆菌属细胞发酵后,得到包含这些乳杆菌属细胞的发酵产物。将该发酵产物调节至pH 8至11的pH范围。该发酵产物任选在调节至8至11的pH范围之前或之后浓缩。之后将经pH调节的发酵产物干燥。
Description
对保藏生物材料的引用
本申请含有对保藏生物材料的引用,该保藏通过引用并入本文。关于完整的信息,参见说明书的最后一段。
技术领域
本发明涉及产生干燥的乳杆菌属细胞的方法。本发明特别涉及用于产生去除重金属阳离子的干燥的乳杆菌属细胞的方法。
背景技术
铅、镉、砷等重金属随着在体内蓄积对人体健康有害。重金属几乎对人体的所有器官都有负面影响。尽管最近有所改善,但在一些发展中国家,重金属中毒是一种常 见的人类健康状况。
铅中毒,以及更普遍的铅暴露,会对儿童造成不可逆转的伤害。铅被称为环境污染物,对人体健康具有神经毒性作用。铅高暴露会对肾、肝、中枢神经和血液系统造 成严重损害。虽然铅对系统的影响似乎相对地与剂量相关,但美国疾病控制中心(CDC) 报告说,没有安全的铅暴露水平。即使在低剂量接触后,铅也会对健康产生负面影响。 血铅浓度是铅暴露最常用的量度,尽管它仅占全身铅负荷的1%左右,其余部分存在 于软组织和骨中。WHO建议血铅水平低于5μg/dL,但低于5μg/dL的铅水平也对儿 童的认知发展有害,进而影响儿童的智商(IQ)(世界卫生组织,WHO铅暴露临床管 理指南(WHO Guideline for theclinical management of exposure to lead),2021;Lanphear, B.P.等人,Low-levelenvironmental lead exposure and children's intellectual function:aninternational pooled analysis[低水平环境铅暴露与儿童智力功能:国际汇总分析].Environ Health Perspect[环境健康展望],2005,113(7):第894-9页)。重金属在动植物体内积累,并且随着食物摄入后最终在人体中积累。在一些发展中国家,每天80%的 铅摄入量主要来自食物,约为12μg/天。
有许多微生物具有重金属结合特性。一些具有重金属结合特性的微生物用于去除人体中的重金属。标题为“Strain of Cadmium-removing Lactobacillus Plantarumbacterium[去镉植物乳杆菌细菌的菌株及其用途]”的WO 2014032375涉及一种可以 作为活性成分去除人体内积累的镉的菌株。
当作为治疗剂或益生菌食用时,具有重金属结合特性的微生物需要保持稳定。有多种方法来制备微生物的治疗剂或益生菌。标题为“METHOD FOR PRODUCING FREEZE-DRIEDLACTIC ACID BACTERIA CELLS[生产冷冻干燥乳酸菌细胞的方 法]”的JP2020022392 A2涉及一种通过将乳酸菌细胞分散到分散介质中并在调节分散 介质的pH后冷冻干燥来生产冷冻干燥的乳酸菌细胞的方法。但根据微生物的稳定性, 不同菌株的重金属结合能力可能会有所不同。此外,许多微生物在经过制造过程步骤 后可能无法保留重金属结合能力。需要在微生物的制造过程后保留或增加这类微生物 对重金属的结合能力。
发明内容
本发明提供了产生干燥的乳杆菌属细胞的方法。在一个方面,该方法导致乳杆菌属细胞的重金属结合能力增加。
在一个方面,用于产生干燥的乳杆菌属细胞的方法包括在发酵培养基中发酵乳杆菌属细胞。将这些乳杆菌属细胞发酵后,得到包含这些乳杆菌属细胞的发酵产物。将 该发酵产物调节至pH 8至11的pH范围。该发酵产物任选在调节至8至11的pH范 围之前或之后浓缩。之后将经pH调节的发酵产物干燥。
这些乳杆菌属细胞在体外和/或在体内与重金属阳离子结合。重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的体外结合可以通过将干燥的乳杆菌属细胞与含有重金属阳离子 的培养基一起孵育来检测。将孵育的乳杆菌属细胞离心以分离乳杆菌属细胞和重金属 阳离子。此后,收集上清液以测量上清液中的重金属阳离子浓度。通过测量血液和器 官中重金属阳离子的减少来检测重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的体内结合。
附图说明
当结合附图考虑时,可以通过参考详细描述和权利要求书来获得对本发明的更完整的理解。
图1分别显示了健康雄性C57BL/6小鼠(未受激发)、未处理的雄性C57BL/6小 鼠(用单次口服剂量的PbAc2激发)(疾病)、DSM 33464处理的雄性C57BL/6小鼠 (用单次口服剂量的PbAc2激发)和二巯基丁二酸(DMSA)处理的雄性C57BL/6 小鼠(用单次口服剂量的PbAc2激发)的血液、脑、肾和肝中的铅离子(Pb2+)。显 示了5只动物的中值。
图2显示了小肠中紧密连接蛋白的qPCR分析,测量为紧密连接蛋白咬合蛋白(occluding)、密封蛋白(claudin)-1、连蛋白(zonulin)-1(ZO-1)和连蛋白-2(ZO-2) 在用单次口服剂量的PbAc2激发的雄性C57BL/6小鼠中的表达水平。比较的是健康 小鼠(未受激发)、未处理的受激发小鼠(疾病)、DSM 33464处理的受激发小鼠和 DMSA处理的受激发小鼠。显示了5只动物的中值。
图3显示了来自三种不同发酵-(下游)过程的冻干乳杆菌属细胞的Pb2+吸附:HH10F39D02:冷冻干燥前未调节pH的冷冻干燥细胞(参考),HH10F39D04:冷冻 干燥前将pH调节至pH 9的冷冻干燥细胞,以及HH10F39D05:冷冻干燥前将pH调 节至pH 10的冷冻干燥细胞。Pb2+吸附显示为相对百分比,其中HH10F39D02用作其 他细胞的参考并设置为100%。
图4显示了流式细胞术测定冻干乳杆菌属细胞的细胞活力的图,这些细胞衍生自三种不同的发酵-(下游)过程:HH10F39D02:冷冻干燥前未调节pH的冷冻干燥细 胞(参考),HH10F39D04:冷冻干燥前将pH调节至pH 9的冷冻干燥细胞,以及 HH10F39D05:冷冻干燥前将pH调节至pH 10的冷冻干燥细胞。
图5显示了冻干乳杆菌属细胞的高分辨率显微镜检查,其中有和没有Pb2+。第一行:Pb2+和HH10F39D02(在冷冻干燥前未调节pH的冷冻干燥细胞),第二行:Pb2+和HH10F39D04(在冷冻干燥前将pH调节至pH 9的冷冻干燥细胞),第三行:冷冻 干燥的乳杆菌属细胞,未添加Pb2+。
定义
所披露的实施例涉及用于产生干燥的乳杆菌属细胞的方法。
除非另外定义,否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是,诸如通常使用 的字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在说明书和相关领域的背景中的含 义一致的含义,并且不应理解为理想化或过度正式意义,除非本文明确地如此定义。 为了简洁和/或清楚起见,可能不会详细描述众所周知的功能或结构。
如本文所使用的,单数形式“一个/一种(a/an)”和“该(the)”也旨在包括复数 形式,除非上下文另有明确指示。
贯穿本披露内容,除非上下文另有要求,否则词语“包含(comprise、comprises、和comprising)”应当理解为意指包括一个所陈述的步骤或要素或多个步骤或要素的 组,但不排除任何其他步骤或要素或多个步骤或要素的组。
术语“由……组成”意指包括并限于在短语“由……组成”中间的任何内容。因 此,短语“由……组成”是指列出的要素是必需的或强制性的,并且可能不存在其他 要素。术语“基本上由……组成”意指包括在该短语之间列出的任何要素,并且限于 不干扰或有助于本披露内容中针对所列要素指定的活性或作用的其他要素。因此,短 语“基本上由……组成”是指列出的要素是必需的或强制性的,但是其他要素是任选 的并且可能存在或可能不存在,这取决于它们是否实质上影响列出的要素的活性或作 用。
如本文所用,“重金属”是指具有相对高密度并且在低浓度下有毒或毒性的金属化学元素并且包括但不限于铅、镉、砷和汞。
如本文所用,“铅结合产品”是指例如在人体的胃肠道(GI)中与铅离子结合的 产品。胃肠道中的铅结合可以例如体内测量为与未食用铅结合产品的人的血液样品相 比,从同一人在食用该铅结合产品后获得的血液样品中铅含量的减少,或通过测量在 接受该铅结合产品之前和之后在人的粪便中排泄的铅离子。
如本文所用,“冷冻保护剂”是指保护免受低温或冷冻温度的有害影响(例如在 例如冷冻干燥或冷冻过程期间对细胞的损害)的物质。此外,在冷冻干燥或干燥的情 况下,冷冻保护剂赋予通过干燥过程的干燥元件一些稳定性。冷冻保护剂的作用将减 少制造过程中活性或活力的损失,因此它的作用会提高微生物在储存期间的活性/活 力。
如本文所用,“冷冻干燥”与升华干燥、冻干或深冷干燥可互换使用,并且以其 常规含义用作样品的冷却,导致可冷冻溶液转化为冰,可结晶溶质结晶以及形成包含 与未冷冻混合物相关联的非结晶溶质的无定形基质,随后从无定形基质蒸发(升华) 水。在这个过程中,物料中的冷冻水的蒸发(升华)通常是在降低周围压力的情况下 进行,以使物料中的冷冻水直接从固相升华到气相。冷冻干燥通常包括预处理、冷冻、 初次干燥和二次干燥的步骤。冷冻干燥的最大优点是稳定材料用于储存。
如本文所用,“喷雾干燥”是干燥方法,其中将含有微生物细胞的溶液或悬浮液 喷雾到热的干燥介质中,由此微生物细胞被干燥。待喷雾的混合物可以溶液、乳液、 悬浮液或分散液的形式存在。在喷嘴或喷雾轮的帮助下,混合物被雾化成数百万个单 独的液滴,大大增加了表面。水等溶剂立即被热空气蒸发并排出。此外,微生物细胞 单独喷雾干燥。喷雾干燥或雾化方法与其他干燥方法不同,因为需要使用喷嘴或类似 作用的装置,例如一元式件喷嘴、空心锥形喷嘴、压力喷嘴、外部混合二元式喷嘴、 气动喷嘴、内部混合二元式喷嘴、雾化盘或超声波雾化器。喷雾干燥方法在现有技术 中有所描述并且为本领域技术人员所熟悉(参见Gardiner等人、Teixeira等人(同上) 或EP74050和EP285682)。设备是已知的并且被相关地描述,例如Buechi Labortechnik AG公司(德国)的微型喷雾干燥器B-191或B-290或GEA Niro公司(丹麦)的SD-6.3-R。 还已知可以使用任意的助剂和添加剂。
如本文所用,“必需矿物质”是人体执行生命必需功能所需的作为必需营养素的化学元素,并且为本领域技术人员所知。“必需矿物质”的非限制性示例包括钠、钾、 磷、镁和钙。
尽管在下文中将参照其实施例描述本披露的某些方面,但本领域普通技术人员将理解的是,在不脱离如权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下,可以在其中 进行形式和细节上的各种改变。
具体实施方式
在一个方面,本发明涉及产生干燥的乳杆菌属细胞的方法。在另一方面,该方法导致乳杆菌属细胞的重金属结合能力增加。用于产生干燥的乳杆菌属细胞的方法包括 在发酵培养基中发酵乳杆菌属细胞。将这些乳杆菌属细胞发酵后,得到包含这些乳杆 菌属细胞的发酵产物。将该发酵产物调节至pH 8至11的pH范围。该发酵产物任选 在调节至8至11的pH范围之前或之后浓缩。之后将经pH调节的发酵产物干燥。
为了增加乳杆菌属细胞的重金属结合特性,对乳杆菌属细胞进行发酵,将发酵产物的pH范围调节到8-11之间。发明人惊奇地发现,将包含乳杆菌属细胞的发酵产物 调节至8至11范围内的pH,优选pH 9至10范围内的pH增加乳杆菌属细胞的重金 属结合能力。
在该方法的一个实施例中,使用干燥技术例如冷冻干燥、喷雾干燥或它们的组合来干燥经pH调节的发酵产物。
在该方法的优选实施例中,使用冷冻干燥技术干燥经pH调节的发酵产物。冷冻 干燥可以在-60℃至+50℃的温度范围内进行12小时至120小时的时间。在一个实施 例中,冷冻干燥可以在-45℃至+30℃的温度范围内进行24小时至96小时的时间。 在另一个实施例中,冷冻干燥在-30℃至+20℃的温度范围内进行约66小时。
在该方法的一个实施例中,使用喷雾干燥技术干燥经pH调节的发酵产物。使用 干燥微生物产品领域中已知的任何喷雾干燥器将经pH调节的发酵产物喷雾干燥。
在该方法的一个实施例中,重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的结合比重金属阳离子与在pH小于8或大于11时制备的干燥的乳杆菌属细胞的结合更高。
在该方法的一个实施例中,干燥的乳杆菌属细胞与必需矿物质的结合使得该结合不会导致体内必需矿物质的缺乏。在一个实施例中,必需矿物质不受与乳杆菌属细胞 结合的影响。
在该方法的优选实施例中,在调节至8至11之间的pH范围之前或之后,将发酵 产物离心以浓缩发酵产物。
在具体实施例中,发酵产物或浓缩的发酵产物包含一种或多种添加剂。在进一步的实施例中,一种或多种添加剂是冷冻保护剂和/或稳定剂。在一个实施例中,冷冻 保护剂是葡萄糖、乳糖、棉子糖、蔗糖、海藻糖、阿东醇、甘油、甘露醇、甲醇、聚 乙二醇、丙二醇、核糖醇、藻酸盐、牛血清白蛋白、肉碱、柠檬酸盐、半胱氨酸、葡 聚糖、二甲基亚砜、谷氨酸钠、甘氨酸甜菜碱、糖原、亚牛磺酸、蛋白胨、聚乙烯吡 咯烷酮或牛磺酸、哺乳动物乳寡糖、甲壳素、壳聚糖、酪蛋白、酵母、酵母提取物、 单细胞蛋白、真菌蛋白、其他二糖或多糖或其混合物。在优选的实施例中,冷冻保护 剂是糊精,例如Nutriose FM06。
乳杆菌属细胞
适用于本发明方法的乳杆菌属细胞结合重金属。
在该方法的一个实施例中,乳杆菌属细胞是植物乳杆菌细胞。植物乳杆菌也称为Lactiplantibacillus plantarum。在一个实施例中,植物乳杆菌是保藏在莱布尼兹研究所(Leibniz Institute)DSMZ-德国微生物保藏中心(German Collection of Microorganismand Cell Cultures)的保藏号为DSM 33464的植物乳杆菌。植物乳杆菌以保藏号DSM 33464保藏,以商标SmartguardTM出售。
数据显示,当在含铅培养基中体外培养时,植物乳杆菌DSM 33464具有良好的 铅(Pb)耐受性。数据表明,该菌株能够在生理相关的pH值和温度下在体外结合铅。 铅与该菌株的结合发生在被认为与GI通过时间相关的时间范围内,并且在一定程度 上结合(1011CFU结合25mg Pb),其中有理由相信该菌株的109CFU的每日剂量将 结合并且从而体现了人体每日预期摄入的铅的很大一部分。此外,植物乳杆菌菌株 DSM 33464已经进行了胃和肠道存活试验,这些试验还与铅结合相关,以证明铅在整 个GI道通道中与该菌株的结合。在没有任何其他成分的情况下(“禁食”状态),在 存在含有3.8%脂肪的1:1奶的情况下(“喂食”状态),在存在盈康维(Yingkangwei Multivitamin)复合维生素补充剂的情况下(“禁食/维生素”状态),以及在同时存在 盈康维复合维生素补充剂和奶3.8%脂肪的情况下(“喂食/维生素”状态)评估存活。 通过在时间T0、10分钟(口腔期)、120分钟(胃期)、240分钟(小肠期)在MRS 琼脂(37℃,48小时,厌氧孵育)上的平板计数来评估细胞的活力。参照T0计算存活百分比。结果表明,菌株在口腔和胃相中的活力得到了很好的维持,在所有测试条 件下共孵育120分钟后,最大降低了0.5log。在喂食状态下,共孵育240分钟后仍可 获得多达108-109CFU。在禁食状态下,测量到的细胞数量较少,特别是在补充维生 素补充剂的情况下,但在测定结束时仍达到105CFU/mL。结果表明,铅与乳杆菌属 细胞表面结合,并会阻止胃肠(GI)系统摄取、通过血流分布以及与相关蛋白质和细 胞组织的有害相互作用。该菌株的先导结合功效已在三种动物模型(未发表)中得到 证实。起初,植物乳杆菌菌株被应用于慢性暴露的小鼠模型中,在该模型中,小鼠被 给予非常高的铅剂量,并研究了使用该菌株的治疗与预防。作为比较剂,使用了代表 螯合疗法的二巯基丁二酸(DMSA)。在实例1中进一步描述的第三模型中,在急性 小鼠模型中进一步研究了血铅水平的降低,以研究在更相关的条件下(例如中等铅剂 量且不引起器官损伤)下的铅摄取。在所有小鼠模型中,补充这种菌株能够显著降低 血铅水平。在大多数模型中,与对照组相比,用该菌株可以显示小鼠脑、肝和肾组织 中的铅含量显著降低。该菌株的抗氧化和增强肠道屏障的特性进一步支持了通过GI 道阻断铅的摄取。
植物乳杆菌DSM 33464的主要有益特性总结在表1中。
表1:植物乳杆菌菌株DSM 33464的有益特性总结
在优选的实施例中,乳杆菌属细胞与重金属阳离子如铅离子(Pb2+)或镉离子(Cd2 +) 结合。
在另一个或进一步优选的实施例中,乳杆菌属细胞在体外结合重金属阳离子。使用本领域技术人员已知的铅结合测定检测重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的体 外结合。在一个实施例中,铅结合测定包括将干燥的乳杆菌属细胞与含有重金属阳离 子的培养基一起孵育。将孵育的乳杆菌属细胞离心以分离乳杆菌属细胞和重金属阳离 子。离心后,收集上清液,因为上清液含有重金属阳离子。测量上清液中的重金属阳 离子浓度。可以使用比色法测量重金属阳离子浓度,例如使用如实例1中所述的 Supelco试剂盒或本领域已知的任何其他测量技术。例如,可以使用电感耦合等离子 体(ICP)光谱法测量上清液中剩余的重铅阳离子浓度。
在另一个优选的实施方案中,乳杆菌属细胞在体内结合重金属阳离子。重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的体内结合通过测量血液以及不同器官(肾、脑、肝、骨) 中重金属的减少来检测。
乳杆菌属的非限制性示例包括:德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)、耐酸乳 杆菌(Lactobacillus acetotolerans)、Lactobacillus achengensis、阿法尼乳杆菌(Lactobacillus acidifarinae)、酸鱼乳杆菌(Lactobacillus acidipiscis)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、活泼乳杆菌(Lactobacillus agilis)、低温乳杆菌(Lactobacillus algidus)、消化乳杆菌(Lactobacillus alimentarius)、阿里乳杆菌(Lactobacillus allii)、艾尔维乳杆菌(Lactobacillus alvi)、解淀粉乳杆菌(Lactobacillus amylolyticus)、嗜淀粉乳杆菌(Lactobacillus amylophilus)、喜淀粉乳杆菌(Lactobacillus amylotrophicus)、食淀粉乳杆菌(Lactobacillus amylovorus)、红莲乳杆菌(Lactobacillus angrenensis)、动物乳杆菌(Lactobacillus animalis)、安德里乳杆菌(Lactobacillus antri)、 芹菜乳杆菌(Lactobacillus apinorum)、蜂乳杆菌(Lactobacillus apis)、阿蒂尼乳杆菌 (Lactobacillus apodemi)、水生乳杆菌(Lactobacillus aquaticus)、银色乳杆菌 (Lactobacillus argentoratensis)、亚利桑那乳杆菌(Lactobacillus arizonensis)、德氏乳 杆菌(Lactobacillus aviarius)、贝可乳杆菌(Lactobacillus backii)、八泉乳杆菌 (Lactobacillus baiquanensis)、竹科乳杆菌(Lactobacillus bambusae)、宝琴乳杆菌 (Lactobacillus baoqingensis)、巴伐利亚乳杆菌(Lactobacillus bavaricus)、巴杨乳杆 菌(Lactobacillus bayanensis)、双发酵乳杆菌(Lactobacillus bifermentans)、宾氏乳杆 菌(Lactobacillus binensis)、巴博乳杆菌(Lactobacillus bobalius)、炸弹乳杆菌 (Lactobacillus bombi)、球拟乳杆菌(Lactobacillus bombicola)、炸弹肠乳杆菌 (Lactobacillus bombintestini)、布兰提乳杆菌(Lactobacillus brantae)、短乳杆菌 (Lactobacillus brevis)、布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)、可可乳杆菌(Lactobacillus cacaonum)、山茶花乳杆菌 (Lactobacillus camelliae)、毛细乳杆菌(Lactobacillus capillatus)、卡尼乳杆菌 (Lactobacillus carnis)、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、链状乳杆菌(Lactobacillus catenaformis)、高加索乳杆菌(Lactobacillus caucasicus)、豚鼠乳杆菌(Lactobacillus caviae)、纤维二糖乳杆菌(Lactobacillus cellobiosus)、酿酒乳杆菌(Lactobacillus cerevisiae)、西堤乳杆菌(Lactobacillus ceti)、嘉义乳杆菌(Lactobacillus chiayiensis)、 人阴道乳杆菌(Lactobacillus coleohominis)、卡利尼乳杆菌(Lactobacillus colini)、丘 状菌落乳杆菌(Lactobacillus collinoides)、复合乳杆菌(Lactobacillus composti)、凹 乳杆菌(Lactobacillus concavus)、混乱乳杆菌(Lactobacillus confusus)、棒状乳杆菌(Lactobacillus coryniformis)、卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)、面包乳杆菌(Lactobacillus crustorum)、居里乳杆菌(Lactobacillus curieae)、柯图斯乳杆菌(Lactobacillus curtus)、弯曲乳杆菌(Lactobacillus curvatus)、西普干酪乳杆菌(Lactobacillus cypricasei)、岛里乳杆菌(Lactobacillus daoliensis)、岛外乳杆菌(Lactobacillus daowaiensis)、大庆乳杆菌(Lactobacillus daqingensis)、糊精乳杆菌(Lactobacillus dextrinicus)、地里润斯乳杆菌(Lactobacillus diolivorans)、分歧乳杆菌 (Lactobacillus divergens)、东丽乳杆菌(Lactobacillus dongliensis)、榴莲乳杆菌 (Lactobacillus durianis)、恩施乳杆菌(Lactobacillus enshiensis)、马乳杆菌(Lactobacillus equi)、马蹄乳杆菌(Lactobacillus equicursoris)、马氏乳杆菌(Lactobacillus equigenerosi)、法比弗门坦乳杆菌(Lactobacillus fabifermentans)、粪 便乳杆菌(Lactobacillus faecis)、香肠乳杆菌(Lactobacillus farciminis)、法拉吉尼乳 杆菌(Lactobacillus farraginis)、铁酸乳杆菌(Lactobacillus ferintoshensis)、发酵乳杆 菌(Lactobacillus fermentum)、花乳杆菌(Lactobacillus floricola)、多花乳杆菌 (Lactobacillus florum)、福尔摩斯乳杆菌(Lactobacillus formosensis)、穹窿乳杆菌 (Lactobacillus fornicalis)、食果糖乳杆菌(Lactobacillus fructivorans)、果糖乳杆菌 (Lactobacillus fructosus)、弗氏乳杆菌(Lactobacillus frumenti)、福西斯乳杆菌 (Lactobacillus fuchuensis)、富士乳杆菌(Lactobacillus fujinensis)、糠酸乳杆菌 (Lactobacillus furfuricola)、福赛斯乳杆菌(Lactobacillus futsaii)、富源乳杆菌(Lactobacillus fuyuanensis)、母鸡乳杆菌(Lactobacillus gallinarum)、甘南乳杆菌(Lactobacillus gannanensis)、加里乳杆菌(Lactobacillus garii)、加氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)、胃乳杆菌(Lactobacillus gastricus)、加纳乳杆菌(Lactobacillus ghanensis)、菊苣乳杆菌(Lactobacillus gigeriorum)、基森乳杆菌(Lactobacillus ginsenosidimutans)、大猩猩乳杆菌(Lactobacillus gorillae)、匍匐乳酸菌(Lactobacillus graminis)、哈鲁杜兰乳杆菌(Lactobacillus halodurans)、耐卤乳杆菌(Lactobacillus halotolerans)、汉莫斯乳杆菌(Lactobacillus hammesii)、仓鼠乳杆菌(Lactobacillus hamsteri)、哈尔滨乳杆菌(Lactobacillus harbinensis)、哈亚吉特乳杆菌(Lactobacillus hayakitensis)、鹤岗乳杆菌(Lactobacillus hegangensis)、黑龙江乳杆菌(Lactobacillus heilongjiangensis)、赫尔辛堡乳杆菌(Lactobacillushelsingborgensis)、瑞士乳杆菌 (Lactobacillus helveticus)、草药乳杆菌(Lactobacillus herbarum)、异型腐酒乳杆菌 (Lactobacillus heterohiochii)、希氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)、北海道乳杆菌 (Lactobacillus hokkaidonensis)、人乳杆菌(Lactobacillus hominis)、同型腐酒乳杆菌 (Lactobacillus homohiochii)、大麦乳杆菌(Lactobacillus hordei)、华川乳杆菌 (Lactobacillus huachuanensis)、华南乳杆菌(Lactobacillus huananensis)、呼兰乳杆菌 (Lactobacillus hulanensis)、湖林乳杆菌(Lactobacillus hulinensis)、惰性乳杆菌 (Lactobacillus iners)、茵氏乳杆菌(Lactobacillus ingluviei)、内西氏乳杆菌 (Lactobacillus insicii)、肠乳杆菌(Lactobacillus intestinalis)、红纤维乳杆菌 (Lactobacillus iwatensis)、易瑞乳杆菌(Lactobacillus ixorae)、詹氏乳杆菌 (Lactobacillus jensenii)、江阴乳杆菌(Lactobacillus jiayinensis)、冀东乳杆菌 (Lactobacillus jidongensis)、金沙乳杆菌(Lactobacillus jinshani)、蓟县乳杆菌 (Lactobacillus jixianensis)、约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)、开发乳杆菌 (Lactobacillus kaifaensis)、加利克斯乳杆菌(Lactobacillus kalixensis)、坎德勒乳杆 菌(Lactobacillus kandleri)、克东乳杆菌(Lactobacillus kedongensis)、开菲尔乳杆菌 (Lactobacillus kefir)、马乳酒样乳杆菌(Lactobacillus kefiranofaciens)、高加索酸奶 粒乳杆菌(Lactobacilluskefirgranum)、克山乳杆菌(Lactobacillus keshanensis)、金氏 乳杆菌(Lactobacilluskimbladii)、嗜泡菜乳杆菌(Lactobacillus kimchicus)、泡菜生乳 杆菌(Lactobacilluskimchiensis)、泡菜乳杆菌(Lactobacillus kimchii)、基森乳杆菌 (Lactobacilluskisonensis)、北通乳杆菌(Lactobacillus kitasatonis)、卡氏乳杆菌(Lactobacilluskoreensis)、苦苏乳杆菌(Lactobacillus kosoi)、库拉贝格乳杆菌 (Lactobacilluskullabergensis)、坤可乳杆菌(Lactobacillus kunkeei)、乳酸乳杆菌 (Lactobacilluslactis)、莱士曼氏乳杆菌(Lactobacillus leichmannii)、林甸乳杆菌 (Lactobacilluslindianensis)、林氏乳杆菌(Lactobacillus lindneri)、坏发酵乳杆菌 (Lactobacillusmalefermentans)、马里乳杆菌(Lactobacillus mali)、麦芽香乳杆菌 (Lactobacillusmaltaromicus)、食木薯乳杆菌(Lactobacillus manihotivorans)、蜜糖乳 杆菌(Lactobacillus mellifer)、梅利斯乳杆菌(Lactobacillus mellis)、梅氏乳杆菌(Lactobacillus melliventris)、异翅乳杆菌(Lactobacillus metriopterae)、米车乳杆菌 (Lactobacillus micheneri)、米德斯乳杆菌(Lactobacillus mindensis)、小乳杆菌(Lactobacillus minor)、微乳杆菌(Lactobacillus minutus)、米山乳杆菌(Lactobacillus mishanensis)、混合乳杆菌(Lactobacillus mixtipabuli)、莫氏乳杆菌(Lactobacillus modestisalitolerans)、粘膜乳杆菌(Lactobacillus mucosae)、牡丹江乳杆菌(Lactobacillus mudanjiangensis)、木兰乳杆菌(Lactobacillus mulanensis)、穆棱乳杆菌(Lactobacillus mulengensis)、穆里乳杆菌(Lactobacillus mulieris)、鼠乳杆菌(Lactobacillus murinus)、 缪斯乳杆菌(Lactobacillus musae)、内氏乳杆菌(Lactobacillus nagelii)、那慕斯乳杆 菌(Lactobacillus namurensis)、南岗乳杆菌(Lactobacillus nangangensis)、南特乳杆菌 (Lactobacillus nantensis)、那须乳杆菌(Lactobacillus nasuensis)、嫩江乳杆菌 (Lactobacillus nenjiangensis)、诺德斯乳杆菌(Lactobacillus nodensis)、黏乳杆菌 (Lactobacillus nuruki)、气味乳杆菌(Lactobacillus odoratitofui)、欧尼乳杆菌 (Lactobacillus oeni)、寡乳杆菌(Lactobacillus oligo)、口乳杆菌(Lactobacillus oris)、 米乳杆菌(Lactobacillusoryzae)、欧克斯乳杆菌(Lactobacillus otakiensis)、欧真斯乳 杆菌(Lactobacillusozensis)、潘尼斯乳杆菌(Lactobacillus panis)、番石榴乳杆菌 (Lactobacilluspanisapium)、潘斯乳杆菌(Lactobacillus pantheris)、副短乳杆菌 (Lactobacillusparabrevis)、副布氏乳杆菌(Lactobacillus parabuchneri)、副干酪乳杆 菌(Lactobacillus paracasei)、副胶原乳杆菌(Lactobacillus paracollinoides)、类谷糠乳 杆菌(Lactobacillus parafarraginis)、副食乳杆菌(Lactobacillus paragasseri)、副开菲 尔乳杆菌(Lactobacillus parakefiri)、副消化乳杆菌(Lactobacillusparalimentarius)、 副植物乳杆菌(Lactobacillus paraplantarum)、巴氏乳杆菌(Lactobacillus pasteurii)、 少食乳杆菌(Lactobacillus paucivorans)、嗜戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosiphilus)、 戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)、产气乳杆菌(Lactobacillus perolens)、平方乳杆 菌(Lactobacillus pingfangensis)、栖鱼乳杆菌(Lactobacillus piscicola)、扁形乳杆菌 (Lactobacillus plajomi)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、泼步乳杆菌 (Lactobacillus pobuzihii)、蓬蒂乳杆菌(Lactobacillus pontis)、猪乳杆菌(Lactobacillus porci)、猪科乳杆菌(Lactobacillusporcinae)、皮塔西乳杆菌(Lactobacillus psittaci)、 队列乳杆菌(Lactobacillusquenuiae)、拉乌尔乳杆菌(Lactobacillus raoultii)、整洁乳 杆菌(Lactobacillusrapi)、瑞尼尼乳杆菌(Lactobacillus rennini)、罗伊氏乳杆菌 (Lactobacillusreuteri)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、里禅乳杆菌 (Lactobacillusrimae)、啮齿动物乳杆菌(Lactobacillus rodentium)、罗氏乳杆菌 (Lactobacillusrogosae)、罗斯乳杆菌(Lactobacillus rossiae)、瘤乳杆菌(Lactobacillus ruminis)、塞纳斯乳杆菌(Lactobacillus saerimneri)、清酒乳杆菌(Lactobacillus sakei)、 盐渍乳杆菌(Lactobacillus salitolerans)、唾液乳杆菌(Lactobacillus salivarius)、萨尔 乳杆菌(Lactobacillus salsicarnum)、旧金山乳杆菌(Lactobacillus sanfranciscensis)、三维瑞乳杆菌(Lactobacillus saniviri)、红条乳杆菌(Lactobacillus satsumensis)、嗜黑 麦乳杆菌(Lactobacillus secaliphilus)、雪兰莪乳杆菌(Lactobacillusselangorensis)、 什尼乳杆菌(Lactobacillus senioris)、森足克乳杆菌(Lactobacillussenmaizukei)、沙 氏乳杆菌(Lactobacillus sharpeae)、深圳乳杆菌(Lactobacillusshenzhenensis)、西瑟 乳杆菌(Lactobacillus sicerae)、青贮乳杆菌(Lactobacillussilagei)、西拉金科拉乳杆 菌(Lactobacillus silagincola)、白面粉乳杆菌(Lactobacillus siliginis)、斯密丽思乳杆 菌(Lactobacillus similis)、索布乳杆菌(Lactobacillus sobrius)、松北乳杆菌(Lactobacillus songbeiensis)、松花江乳杆菌(Lactobacillus songhuajiangensis)、香料乳杆菌 (Lactobacillus spicheri)、桑赛科拉乳杆菌(Lactobacillus suantsaicola)、苏丹赛伊乳 杆菌(Lactobacillussuantsaii)、栖苏丹赛伊乳杆菌(Lactobacillus suantsaiihabitans)、 烂乳杆菌(Lactobacillus sucicola)、斯瓦比乳杆菌(Lactobacillus suebicus)、绥滨乳杆 菌(Lactobacillus suibinensis)、新奇乳杆菌(Lactobacillus sunkii)、日光乳杆菌(Lactobacillus suntoryeus)、台湾乳杆菌(Lactobacillus taiwanensis)、唐源乳杆菌(Lactobacillus tangyuanensis)、特瑞乳杆菌(Lactobacillus terrae)、泰国乳杆菌(Lactobacillus thailandensis)、耐热乳杆菌(Lactobacillus thermotolerans)、木乳杆菌 (Lactobacillus timberlakei)、提蒙乳杆菌(Lactobacillus timonensis)、通江乳杆菌 (Lactobacillus tongjiangensis)、毛状乳杆菌(Lactobacillus trichodes)、图特提乳杆菌 (Lactobacillus tucceti)、乌里乳杆菌(Lactobacillus uli)、厄尔纳拉乳杆菌(Lactobacillus ultunensis)、葡萄乳杆菌(Lactobacillus uvarum)、牛粪乳杆菌(Lactobacillus vaccinostercus)、阴道乳杆菌(Lactobacillus vaginalis)、文德斯乳杆菌(Lactobacillus versmoldensis)、小泡乳杆菌(Lactobacillus vespulae)、维尼乳杆菌(Lactobacillus vini)、 偏绿乳杆菌(Lactobacillus viridescens)、小牛乳杆菌(Lactobacillus vitulinus)、沃森 斯乳杆菌(Lactobacillus wasatchensis)、武昌乳杆菌(Lactobacillus wuchangensis)、襄 樊乳杆菌(Lactobacillus xiangfangensis)、徐建国乳杆菌(Lactobacillus xujianguonis)、 木糖乳杆菌(Lactobacillus xylosus)、山梨乳杆菌(Lactobacillus yamanashiensis)、宜 春乳杆菌(Lactobacillus yichunensis)、宜兰乳杆菌(Lactobacillus yilanensis)、永银乳 杆菌(Lactobacillus yonginensis)、玉米乳杆菌(Lactobacillus zeae)、扎其里乳杆菌 (Lactobacillus zhachilii)、肇东乳杆菌(Lactobacillus zhaodongensis)、招远乳杆菌 (Lactobacillus zhaoyuanensis)、中巴乳杆菌(Lactobacillus zhongbaensis)、酶乳杆菌 (Lactobacillus zymae)、乳杆菌属物种(Lactobacillus sp)。
乳杆菌属的非限制性示例还包括乳杆菌属的任何提议的再分类:德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)、副乳杆菌属(Paralactobacillus)、Holzapfelia、解淀粉乳 杆菌属(Amylolactobacillus)、炸弹乳杆菌属(Bombilactobacillus)、伴随乳杆菌属(Companilactobacillus)、拉匹乳杆菌属(Lapidilactobacillus)、艾格润乳杆菌属(Agrilactobacillus)、格林代里乳杆菌属(Schleiferilactobacillus)、洛伊戈乳杆菌属(Loigolactobacilus)、Lacticaseibacillus、Latilactobacillus、Dellaglioa、力克锐乳杆菌 属(Liquorilactobacillus)、力基乳杆菌属(Ligilactobacillus)、乳植物细菌(Lactiplantibacillus)、糠酸乳细菌(Furfurilactobacillus)、少食乳杆菌属(Paucilactobacillus)、里莫斯乳杆菌属(Limosilactobacillus)、果糖乳杆菌属(Fructilactobacillus)、乙酰乳杆菌属(Acetilactobacillus)、阿批乳杆菌属(Apilactobacillus)、乐维乳杆菌属(Levilactobacillus)、塞昆迪乳杆菌属(Secundilactobacillus)和扁豆乳杆菌属(Lentilactobacillus),如以下中提出:“Ataxonomic note on the genus Lactobacillus:Description of 23novel genera,emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901,and union ofLactobacillaceae and Leuconostocaceae[乳杆菌属的分类注释:23个新属的描述,乳杆菌属Beijerinck 1901 的修订描述,以及乳杆菌科和明串珠菌科的联合]”-发表于国际系统与进化微生物学 杂志,第70卷,第4期。
用途
在该方法的优选实施例中,干燥的乳杆菌属细胞是铅结合产品。铅结合产品可从人体胃肠道(GI)中去除铅。铅结合产品可用作益生菌或治疗剂,以治疗或管理由于 人类铅暴露导致的负面健康结果。在进一步或替代性实施例中,铅结合产品用于降低 体内例如人体中的重金属水平。在又一个或替代性实施例中,铅结合产品用于消除体 内例如人体中的重金属。在另外的或替代性实施例中,铅结合产品有助于减少铅的吸 收。在另外的或替代性实施例中,铅结合产品用作营养食品或食品补充剂。在一个实 施例中,用作营养食品或食品补充剂的铅结合产品用于特定医学目的。在进一步的实 施例中,特定医学目的是体内铅摄取的饮食管理。
本发明进一步涉及药物、食品、功能性食品、营养食品、膳食食品、膳食补充剂、 医疗装置和/或治疗性组合物,其包含生理有效剂量的根据本发明的干燥的乳杆菌属 细胞和生理相容的载体。药物组合物是用于治疗目的和/或预防目的的组合物,除了 根据本发明的干燥的乳杆菌属细胞,其例如还包括药物组合物中常见的佐剂和/或赋 形剂。本发明含义内的膳食组合物是除了根据本发明的干燥的乳杆菌属细胞之外还包 含食物、食品和/或膳食补充剂的组合物。
本发明进一步涉及根据本发明的干燥的乳杆菌属细胞用于生产包含干燥的乳杆菌属细胞的药物或膳食组合物、或药物产品或膳食补充剂细胞或药物组合物或膳食组 合物,特别是用于管理与铅暴露相关的负面健康结果的用途或应用。
以下编号的段落描述了本披露的具体实施例:
1.一种用于产生干燥的乳杆菌属细胞的方法,该方法包括以下步骤:
a.在发酵培养基中发酵乳杆菌属细胞;
b.获得包含这些乳杆菌属细胞的发酵产物;
c.任选地浓缩该发酵产物;
d.将该发酵产物调节至pH 8至11的pH范围;
e.干燥经pH调节的发酵产物;
其中任选地在步骤c之前应用步骤d。
2.如段落1所述的方法,其中该干燥是冷冻干燥或喷雾干燥。
3.如前述段落中任一项所述的方法,其中该冷冻干燥在-60℃至+50℃的温度 范围内进行12小时至100小时的时间,优选在-45℃至+30℃的温度进行24小时至 96小时的时间,或-30℃至+20℃进行约66小时。
4.如前述段落中任一项所述的方法,其中这些乳杆菌属细胞是死的。
5.如前述段落中任一项所述的方法,其中这些乳杆菌属细胞是经热杀死的。
6.如前述段落中任一项所述的方法,其中这些乳杆菌属细胞是植物乳杆菌细胞。
7.如前述段落中任一项所述的方法,其中植物乳杆菌以DSM 33464保藏。
8.如前述段落中任一项所述的方法,其中这些乳杆菌属细胞在体外和/或体内 结合重金属阳离子。
9.如前述段落中任一项所述的方法,其中该重金属阳离子是铅(Pb2+)或镉 (Cd2 +)。
10.如前述段落中任一项所述的方法,其中这些干燥的乳杆菌属细胞是铅结合产品。
11.如前述段落中任一项所述的方法,其中这些干燥的乳杆菌属细胞从人体的胃肠道中去除铅。
12.如前述段落中任一项所述的方法,其中将该发酵产物调节至约pH 8至10、 约pH 8.5至10、约pH 9至10、约pH 9、约pH 9.5或约pH 10。
13.如前述段落中任一项所述的方法,其中将该发酵产物调节至约pH 9、约pH 9.5或约pH 10。
14.如前述段落中任一项所述的方法,其中这些重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的体外结合通过以下来检测:
a)将这些干燥的乳杆菌属细胞与含有重金属阳离子的培养基孵育,
b)将孵育的乳杆菌属细胞离心以分离这些乳杆菌属细胞和重金属阳离子,
c)收集上清液,以及
d)测量该上清液中的重金属阳离子浓度。
15.如前述段落中任一项所述的方法,其中通过测量血液和/或器官中这些重金属阳离子的减少来检测这些重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的体内结合。
16.如前述段落中任一项所述的方法,其中重金属阳离子与这些干燥的乳杆菌属细胞的结合比重金属阳离子与在pH小于8或大于11时制备的干燥的乳杆菌属细胞的 结合更高。
17.如前述段落中任一项所述的方法,其中这些干燥的乳杆菌属细胞与必需矿物质的结合使得该结合不会导致体内必需矿物质的缺乏。
18.如前述段落中任一项所述的方法,其中将这些乳杆菌属细胞在权利要求1的步骤c通过离心浓缩。
19.如前述段落中任一项所述的方法,其中该发酵产物或浓缩的发酵产物包含一种或多种添加剂。
20.如前述段落中任一项所述的方法,其中该一种或多种添加剂是冷冻保护剂和/或稳定剂。
21.如前述段落中任一项所述的方法,其中该冷冻保护剂是葡萄糖、乳糖、棉子糖、蔗糖、海藻糖、阿东醇、甘油、甘露醇、甲醇、聚乙二醇、丙二醇、核糖醇、藻 酸盐、牛血清白蛋白、肉碱、柠檬酸盐、半胱氨酸、葡聚糖、二甲基亚砜、谷氨酸钠、 甘氨酸甜菜碱、糖原、亚牛磺酸、蛋白胨、聚乙烯吡咯烷酮或牛磺酸、哺乳动物乳寡 糖、甲壳素、壳聚糖、酪蛋白、酵母、酵母提取物、单细胞蛋白、真菌蛋白、其他二 糖或多糖或其混合物。
22.如前述段落中任一项所述的方法,其中该冷冻保护剂是糊精。
23.从根据前述段落中任一项所述的方法获得的乳杆菌属细胞。
24.在根据段落1至22中任一项所述的方法中干燥的乳杆菌属细胞。
实例
下面的实例并非旨在成为可以实现本披露的所有不同方式的详细目录或者可以添加至本披露的所有特征的详细目录。本领域技术人员将会理解,可以在不脱离本披 露的情况下对各种实施例进行各种变化和添加。因此,以下描述旨在说明本发明的一 些特定实施例,而不是详尽地指定其全部置换、组合和变化。
除非另有说明,以下实例中列出的百分比是基于组合物总重量的重量百分比。
生物材料保藏
下述的生物材料已经依据布达佩斯条约的条款保藏于德国微生物保藏中心(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH,DSM),MascheroderWeg 1B,D-38124Braunschweig,Germany,并给予下述的登录号:
该菌株于下述条件下保藏:确保在本专利申请未决期间,通过该外国专利法律确定的授权的人能够获得该培养物。这些保藏物代表所保藏菌株的基本上纯的培养物。 需要按一些国家的国外专利法要求提供保藏物,在这些国家提交该主题申请的副本, 或其后续文本。然而应理解,保藏物的可用性不构成将本发明主题用于由政府行为批 准的专利权的实践的许可。
实例1-急性小鼠模型中血铅水平降低的研究
研究设计
该研究调查了口服植物乳杆菌DSM 33464减少口服PbAc2的胃肠道摄取,从而 在急性铅毒性激发期间降低小鼠血液中铅水平的能力。在这项研究中,C57BL/6雄性 小鼠(4-6周龄)接受了单次口服PbAc2剂量(100mg/kg体重/天)的激发,并用于 5-10只动物/研究的2项不同研究。使用的铅激发水平可以转化为通过受污染的食物 和水接触铅的人类可能摄入的铅水平。此外,该研究旨在通过分析小肠样品中四种紧 密连接蛋白的表达来证明对肠道屏障的影响。
在第-1天,用植物乳杆菌DSM 33464(1x109CFU/小鼠)或螯合剂二巯基丁二 酸(DMSA)(50mg/kg,溶解在保护剂溶液中)对小鼠进行预防性处理。疾病组和健 康对照组同时接受PBS剂量。然后在第0、1和2天,在100mg/kg的乙酸铅处理前 一小时,用PBS、植物乳杆菌DSM 33464或DMSA处理所有小鼠。健康对照接受盐 水而不是铅。
在第0天第一次铅强饲后收集小鼠的粪便样品并记录为0小时粪便样品,然后在12小时、24小时、36小时、48小时、52小时、56小时、60小时、66小时、72小 时进行收集。用乙醚麻醉小鼠,通过心脏穿刺收集血液。安乐死后,收集所有小鼠的 肝、肾、骨、小肠和脑组织。
每只小鼠分别采集血液0.2ml或0.2g肝、脑、肾、粪便,与5ml硝酸添加到溶 解槽中冷消化过夜。然后使用微波消化系统进行完全消化。然后将所得混合物用去离 子水稀释至10ml,并使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测量铅含量。
肠道屏障在限制Pb吸收方面起着至关重要的作用,Pb暴露会破坏肠道中的紧密连接,导致肠道屏障破坏,进一步放大Pb的吸收和毒性。样品小肠中紧密连接蛋白 的qPCR分析。
结果
研究结果显示(图1),植物乳杆菌DSM 33464显著降低了给予100ppm Pb的小 鼠中血液、骨、脑、肝、肾中的铅含量,并且这种效果与在用阳性药物对照(DMSA) 治疗的小鼠中观察到的效果相当。与对照组相比,使用植物乳杆菌DSM 33464或 DMSA的粪便中排泄铅量的趋势可能更高。
通过对样品小肠中的紧密连接蛋白进行qPCR分析,图2显示植物乳杆菌DSM 33464使紧密连接蛋白咬合蛋白、密封蛋白-1和ZO-2的表达水平正常化。SmartGuard 或DMSA没有提高ZO-1的表达水平。
总之,该研究证实植物乳杆菌DSM 33464可减少肠道对铅的吸收,从而降低血 液、脑、肝和肾中的铅含量,并改善小肠的屏障完整性。
实例2-衍生自不同发酵的冷冻干燥的乳杆菌属细胞的改进的Pb2+吸附
(下游)过程
样品:
准备了三种样品:
HH10F39D02:冷冻干燥前未调节pH(中性pH)
HH10F39D04:冷冻干燥过程前将pH调节至pH 9
HH10F39D05:冷冻干燥过程前将pH调节至pH 10
发酵:
菌株的储存,冷冻储存物
乳杆菌属菌株以冷冻状态作为冷冻储存物储存。将1ml在MRS培养基(55g/l, pH6.5;Difco,美国)中培养至稳定期(OD600/ml 4-8)的培养物与500μl的50%(v/v) 无菌甘油溶液混合,并且将混合物在-80℃冷冻。
预培养基
25g/L酵母提取物NuCel 582(Procelys)、2g/L柠檬酸氢二铵、5g/L乙酸钠、0,1 g/L硫酸镁七水合物、0,05g/L硫酸锰(II)一水合物、2g/L磷酸氢二钾、1/L tween 80、 20g/L葡萄糖。
主培养基
30g/L酵母提取物Nucel582、0,022g/L硫酸锰(II)一水合物、1g/L tween 80、40g/L 葡萄糖、40g/L果糖
预培养物1由接种了2%(v/v)菌株植物乳杆菌DSM 33464的冷冻储存物的预 培养基制备,并在37℃培养15-16小时。随后的预培养物2通过用2%的预培养物1 接种预培养基制备,并在37℃培养7.5-8小时。发酵罐与主培养基一起高压灭菌。高 压灭菌后,将葡萄糖和果糖溶液(60%)分别添加到主培养基中。将发酵罐冷却至5℃ 并接种3%(v/v)的预培养物2。对于主发酵,发酵罐被加热到37℃并运行12-16.5 小时。在收获之前,将发酵罐冷却至5℃30分钟。
发酵液中CFU/ml的确定
用1x PBS/NaCl-蛋白胨制备十倍稀释系列直到10-6。用螺旋铺板器将50μL的体 积铺板在MRS琼脂板上,每个稀释度一式两份(对数模式50μL、2、1/1)。孵育(24-48 小时,37℃,厌氧条件)后,通过菌落计数器确定菌落形成单位(CFU)。
发酵液的收获
离心每个样品的300mL体积(4.000x g,15分钟,4℃)并弃去上清液。在确定 细胞湿重(CWW)后,将沉淀重新悬浮在20%(w/w)Nutriose FM06(罗盖特公司 (Roquette))溶液中,该溶液以2:1的比例添加(基于干物质)。用25%NH3将每个 样品的pH值调节到各自的值。尚未调整的样品储存在5℃。
将经调整的样品转移到产物盘中并在-80℃冷冻24小时。将用于测量温度和干燥度的电极添加到一个样品中。
下游处理(DSP)和冷冻干燥
以下程序用于冷冻样品的冻干:
1.温热冷冻干燥机(贮存温度-40℃)
2.主干燥0,22mbar,-20℃,24小时
3.主干燥0,22mbar,1小时升温至0℃
4.主干燥0,22mbar,0℃34小时
5.最终干燥0.02mbar,1小时升温至20℃
6.最终干燥0,02mbar,20℃6小时
66小时后,将粉末均质化并储存在真空包装的铝袋中,用于流式细胞术分析和Pb2+结合测定。此外,还测量了每个样品的水分活度(aW)。
1.粉末中CFU的确定
为了确定冷冻干燥的粉末的CFU,将2x100mg冷冻干燥的粉末溶解在9.9mL PBS1x/NaCl-蛋白胨中,并在室温下孵育15分钟。将溶解的粉末进一步稀释至10-5 (总共等于10-7)并通过螺旋铺板器在MRS-琼脂上铺板。在厌氧条件下于37℃孵育 24-48小时后,通过菌落计数器确定CFU/g。
铅结合测定
试剂
-乙酸铅(II)三水合物,Pb(CH3CO2)2·3H2O,西格玛奥德里奇公司 (Sigma-Aldrich)#316512
-Supelco试剂盒1.09717.0001
-乙酸钠三水合物,西格玛奥德里奇公司#S8625
-超纯水
样品制备
-将100mg冷冻干燥的粉末重新悬浮在50mL Falcon管中的20mL超纯水中
-将管涡旋至少10秒
-涡旋后,将管以4000x g离心10分钟
-在不干扰沉淀的情况下去除上清液
-通过涡旋至少10秒,将沉淀物重新悬浮在20mL的50mM乙酸盐缓冲液中 (pH 5.6)以提供细胞制剂
孵育测定
-将细胞/Pb2+-乙酸盐混合物[150μL细胞悬浮液、750μL超纯水和100μL Pb2+-乙酸盐溶液(1450μM)]转移到24孔板
-板用粘性密封箔覆盖
-将细胞/Pb2+-乙酸盐混合物在37℃孵育1小时,同时在培养箱中以150rpm 的速度摇动
-将孵育的混合物以4500x g离心10分钟
-用移液器收集上清液
-将收集的上清液50μL转移至96孔圆底板,并且用超纯水1:6稀释
使用Supelco试剂盒1.09717.0001进行比色测定
-将10μL试剂Pb-1转移到平底板中
-此后,将10μL试剂Pb-2添加到平底板中并用移液器混合
-添加160μL样品并用移液器混合
-包括具有160μL纯水的空白
-包括乙酸铅的稀释系列0-1450μM用于计算校准曲线
-OD在525nm处测量
结果如图3所示,并且显示了来自不同发酵-(下游)过程的冻干乳杆菌属细胞 的Pb2+吸附。结果表明,乳杆菌属细胞吸附Pb2+,其中与未经任何pH调节(具有中 性pH)冷冻干燥的乳杆菌属细胞相比,在冷冻干燥过程前将pH值调节至pH 9或pH 10的乳杆菌属细胞具有更高水平的Pb2+吸附。
2.通过流式细胞术对乳杆菌属细胞的计数
初始化流式细胞仪
1.1制备0.5%次氯酸钠溶液(10%漂白剂)
·将1mL 12%-15%次氯酸钠溶液(储存在4℃冰箱中;黑壁50ml greiner管) 添加到50ml greiner管中的19ml dH2O中
·在分析的每一天,新鲜制备该溶液
1.2启动
·打开PC
·开启1。自动进样器,2。Attune NxT
·启动Attune NxT软件
·按快捷键:“性能测试(Performance Test)”
·按:启动(Startup)(启动需要大约2分钟)
1.3性能测试
·将3滴性能跟踪珠滴入流式细胞仪管中,添加2ml聚焦流体并且涡旋1秒
·将管放入样品管升降器中并升起
·按下“运行性能测试(Run Performance test)”(大约4分钟)
·性能测试通过后,性能测试报告上只出现绿色勾号;
·选择“主菜单(Main Menu)”
2.1实验设置
·在“主菜单(Main Menu)”中,按下快捷键“从模板新建实验(New Experimentfrom Template)”
·选择“计数微生物SYTO13+PI(Enumeration Microbes SYTO13+PI)”,然后 选择“下一步(Next)”和“完成(Finish)”
·在创建的板实验中,选择“实验资源管理器(Experiment Explorer)”
·重命名实验和板;日期和ELN-No用于命名实验
·选择“热图(Heat Map)”选项卡来定义板布局;定义孔位置,然后选择“新 样品(New Sample)”并将定义的孔添加到组中(每组代表样品稀释度(例如1E-2)
·“样品列表(Sample List)”选项卡用于命名样品
3.1开始流式细胞术分析
·检查聚焦流体和废液容器是否重新装满或清空
·完成染色程序后将板装入自动进样器,不加盖
·在“收集面板(Collection Panel)”窗口中选择“记录板(Record plate)”
4.1关闭Attune NxT
·分析完成后,通过将空的、干净的96孔圆底MTP装入自动进样器来关闭设 备
·使用1:3稀释的细胞流清洗液(在超纯水中稀释)进行原位消毒(Sanatize sip)
·将3ml 0.5%次氯酸钠溶液加入流式细胞仪管中
·将管放入样品管升降器中并升起
·在“仪器(Instrument)”选项卡中选择“关闭(Shutdown)”,然后选择“彻 底(Thorough)”
样品制备和染色程序
1.1样品制备(发酵样品)
·使用无菌过滤PBS(不含Ca和Mg)将96深孔板中的样品(900μl PBS+100 μl先前稀释)十倍稀释至1E-5
·根据布局将200μl/孔的细胞悬浮液转移至96孔圆底板
·分析稀释1E-2-1E-5
·此稀释范围适用于高达OD600=30的发酵样品
1.2样品制备(稳定性样品)
·使用无菌过滤PBS(不含Ca和Mg)将96深孔板中的样品(900μl PBS+100 μl先前稀释)十倍稀释至1E-7或使用制备的稀释液(蛋白胨-NaCl溶液)用于CFU 计数
·根据布局将200μl/孔的细胞悬浮液转移至96孔圆底板
·分析稀释1E-4-1E-7的估计总细胞计数高达5E+11个细胞/mL
2.染色程序
·根据下表在1.5mL Eppendorf管中并通过涡旋制备SYTO13和PI工作溶液 的预混物
·添加10μl/孔PI工作溶液(不重新悬浮,仅将内容物注入孔中;每个孔都使 用新的移液器)
·每孔用绿色多道移液器(100μl)混合3次
·将管在黑暗中盖上盖子在室温孵育15分钟
·在45分钟内对管进行分析
使用流式细胞术确定衍生自不同发酵-(下游)过程的冷冻干燥的乳杆菌属细胞的细胞活力,并且显示在图4中。实验表明,与未经任何pH调节(具有中性pH)冷 冻干燥的乳杆菌属细胞相比,在冷冻干燥过程之前将pH调节至pH 9或pH 10的乳杆 菌属细胞具有提高的细胞活力。
实例3-乳杆菌属细胞吸附Pb2+的高分辨率显微镜检查
样品:
HH10F39D02:冷冻干燥前未调节pH的冷冻干燥细胞(中性pH)
HH10F39D04:冷冻干燥前将pH调节至pH 9的冷冻干燥细胞
乳杆菌属细胞对Pb2+的吸附使用高分辨率显微镜检查显示(图5)。当使用高分 辨率显微镜检查分析实例1中定义的样品(HH10F39D02和HH10F39D04)时,与未 经任何pH调节(具有中性pH)冷冻干燥的乳杆菌属细胞相比,在冷冻干燥过程前将 pH调节至9的乳杆菌属细胞具有提高的Pb2+吸附水平。
Claims (15)
1.一种用于产生干燥的乳杆菌属细胞的方法,该方法包括以下步骤:
a.在发酵培养基中发酵乳杆菌属细胞;
b.获得包含这些乳杆菌属细胞的发酵产物;
c.任选地浓缩该发酵产物;
d.将该发酵产物调节至pH 8至11的pH范围;
e.干燥经pH调节的发酵产物;
其中任选地在步骤c之前应用步骤d。
2.根据权利要求1所述的方法,其中该干燥是冷冻干燥或喷雾干燥。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中该冷冻干燥在-60℃至-100℃的温度范围内进行20小时至30小时的时间,优选在-80℃的温度进行24小时。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中该乳杆菌属细胞是植物乳杆菌细胞。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中植物乳杆菌以DSM 33464保藏。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中这些乳杆菌属细胞在体外和/或在体内与重金属阳离子结合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中该重金属阳离子是铅(Pb2+)或镉(Cd2+)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中将该发酵产物调节至约pH 8至10、约pH 8.5至10、约pH 9至10、约pH 9、约pH 9.5或约pH 10。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中这些重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的体外结合通过以下来检测:
a)将这些干燥的乳杆菌属细胞与含有重金属阳离子的培养基孵育,
b)将孵育的乳杆菌属细胞离心以分离这些乳杆菌属细胞和重金属阳离子,
c)收集上清液,以及
d)测量该上清液中的重金属阳离子浓度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中通过测量血液和/或器官中这些重金属阳离子的减少来检测这些重金属阳离子与干燥的乳杆菌属细胞的体内结合。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中重金属阳离子与这些干燥的乳杆菌属细胞的结合比重金属阳离子与在pH小于8或大于11时制备的干燥的乳杆菌属细胞的结合更高。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中将这些乳杆菌属细胞在权利要求1的步骤c通过离心浓缩。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中该发酵产物或浓缩的发酵产物含有一种或多种添加剂,例如冷冻保护剂和/或稳定剂。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中该冷冻保护剂是葡萄糖、乳糖、棉子糖、蔗糖、海藻糖、阿东醇、甘油、甘露醇、甲醇、聚乙二醇、丙二醇、核糖醇、藻酸盐、牛血清白蛋白、肉碱、柠檬酸盐、半胱氨酸、糊精、二甲基亚砜、谷氨酸钠、甘氨酸甜菜碱、糖原、亚牛磺酸、蛋白胨、聚乙烯吡咯烷酮或牛磺酸、哺乳动物乳寡糖、甲壳素、壳聚糖、酪蛋白、酵母、酵母提取物、单细胞蛋白、真菌蛋白、其他二糖或多糖或其混合物,优选糊精。
15.一种在根据前述权利要求中任一项所述的方法中干燥的乳杆菌属细胞。
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