CN116751726A - 一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌mat411及其应用 - Google Patents
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Abstract
一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌MAT411及其应用,涉及微生物领域。该凝结魏茨曼氏菌MAT411于2023年5月9日保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为:CCTCC NO:M 2023714。该凝结魏茨曼氏菌MAT411在制备抗抑郁药物、预防抑郁药物或治疗抑郁药物中的应用。该凝结魏茨曼氏菌MAT411能显著提高海马组织中单胺类神经递质5‑HT、DA、NE的水平以及海马组织中脑源性神经营养因子BDNF蛋白和信号通路中相关蛋白cAMP、CREB和BDNF的表达水平,能够应用于制备预防和/或治疗抑郁症药物,从而对抑郁和焦虑具有良好的预防和治疗作用。
Description
技术领域
本发明涉及微生物技术领域,具体涉及一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411及其应用。
背景技术
抑郁症是现在最常见的心理精神疾病之一,与性别、遗传、环境或心理原因有关,以连续且长期的心情低落为主要的临床特征,是现代人心理疾病最重要的类型。轻度抑郁症影响患者的学习、工作和生活,而重度抑郁症可能导致自残、自杀等严重后果。而抑郁症治疗的同时常伴有严重的副作用,如便秘、头晕和嗜睡,以及高复发率等等。
肠道菌群可以通过肠-脑轴参与大脑功能和行为的调节,而益生菌可以通过调节肠道菌群来帮助缓解心理健康问题,如心理压力和抑郁等。越来越多的证据表明,抑郁症患者和健康对照组之间肠道菌群的组成、多样性和丰度存在相当大的差异。因此,重塑肠道菌群被认为是预防和治疗抑郁症的一种新策略。临床显示抑郁症患者摄入益生菌及益生菌产品能够改善患者的认知功能和情绪,说明益生菌对改善抑郁症的症状和病理生理进程具有积极作用,但其作用的分子机制仍需深入研究。凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)又称凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans),在全球已有50余年的应用历程,其耐高温、耐胃酸、无需低温保存、有氧无氧均可生存等特性,在益生菌家族中备受青睐。
发明内容
本发明的目的在于提供一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌MAT411及其应用,用于预防和/或治疗抑郁症。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
本发明提供一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411,该凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411于2023年5月9日保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为:CCTCC NO: M 2023714。
本发明提供一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411在制备抗抑郁药物、预防抑郁药物或治疗抑郁药物中的应用。
作为优选的实施方式,所述药物的功能包括:
(a)提高海马组织中单胺类神经递质5-HT、DA、NE的水平;
(b)提高海马组织中脑源性神经营养因子BDNF蛋白的水平;
(c)提高海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白cAMP、CREB和BDNF的表达水平。
作为优选的实施方式,所述药物为胶囊、粉剂、片剂、赋形剂或稀释剂。
作为优选的实施方式,所述粉剂采用冷冻干燥工艺制备。
本发明提供以一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411作为活性成份的药物。
作为优选的实施方式,该药物为抗抑郁药物、预防抑郁药物或治疗抑郁药物。
作为优选的实施方式,该药物的功能包括:
(a)提高海马组织中单胺类神经递质5-HT、DA、NE的水平;
(b)提高海马组织中脑源性神经营养因子BDNF蛋白的水平;
(c)提高海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白cAMP、CREB和BDNF的表达水平。
本发明的有益效果是:
通过试验证实,本发明的一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411能够显著提高海马组织中单胺类神经递质5-HT、DA、NE的水平,显著提高海马组织中脑源性神经营养因子BDNF蛋白的水平,显著提高海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白cAMP、CREB和BDNF的表达水平,能够应用于制备预防和/或治疗抑郁症药物,从而对抑郁/焦虑具有良好的预防和治疗作用。本发明的一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对于抑郁症具有较好的预防和/或治疗作用,且安全、无毒副作用。因此,本发明提供的一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411可以用于制备抗抑郁症的药物、药品等,应用前景非常广阔。
附图说明
图1为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠糖水偏嗜能力的影响。
图2为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中单胺类神经递质5-HT浓度的影响。图中,#与对照组比较,差异显著(P<0.05),*与模型组比较,差异显著(P<0.05)。
图3为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中单胺类神经递质DA浓度的影响。图中,##与对照组比较,差异极显著(P<0.01),*与模型组比较,差异显著(P<0.05)。
图4为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中单胺类神经递质NE浓度的影响。图中,##与对照组比较,差异极显著(P<0.01),*与模型组比较,差异显著(P<0.05)。
图5为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中脑源性神经营养因子BDNF蛋白含量的影响。图中,##与对照组比较,差异极显著(P<0.01);**与模型组比较,差异极显著(P<0.01)。
图6为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白表达的电泳图谱。
图7为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白cAMP表达的影响。图中,##与对照组比较,差异极显著(P<0.01);**与模型组比较,差异极显著(P<0.01)。
图8为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白CREB表达的影响。图中,##与对照组比较,差异极显著(P<0.01);**与模型组比较,差异极显著(P<0.01)。
图9为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白BDNF表达的影响。图中,##与对照组比较,差异极显著(P<0.01);*与模型组比较,差异显著(P<0.05)。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,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。
以下实施例中所用到的试验材料,如无特殊说明,均购自常规生化试剂公司。以下实施例中的定量试验,均设置三次重复实验,结果取平均值。
实验材料:SPF级健康雄性SD大鼠:购于长春市亿斯实验动物技术有限公司,生产许可证号:SCXK(吉)-2011-0004。进行为期一周的适应性喂养,动物房温度为23±2℃,相对湿度为(40±10)%,采食和饮水自由进行。
基础饲料:购于长春亿斯实验动物科技有限公司。
固体LB培养基:溶剂为水,含有胰蛋白胨10g/L、酵母浸粉5g/L、氯化钠10g/L、琼脂15g/L;如无特殊说明,pH=7.0。
液体LB培养基与固体LB培养基的区别仅在于液体LB培养基中不加入琼脂。
RIPA蛋白提取试剂盒:购于北京鼎国昌盛生物技术有限公司。
BCA蛋白定量试剂盒:购于北京鼎国昌盛生物技术有限公司。
单克隆抗体(BDNF、CREB、cAMP、β-actin):购于美国abcam公司。
山羊抗兔二抗:购于北京中杉金桥生物技术有限公司。
皮质酮:购于苏州多美隆生物科技有限公司。
皮质酮悬浮液的配制方法:取一定量的皮质酮,加入0.1% DMSO和0.1%的吐温,用生理盐水充分混合溶解使得皮质酮悬浮液的终浓度为20 mg/mL。
实施例1凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411的分离、鉴定和保藏。
一、菌株的分离。
2020年11月,从安徽省阜阳市收集自然发酵老坛酸菜样品放入运输培养基中,迅速置于冰盒内送至实验室进行菌株分离。将老坛酸菜样品用匀浆机在无菌条件下匀浆,将匀浆液于80℃水浴处理10分钟后进行梯度稀释,选择合适稀释度(10-3、10-4、10-5)的匀浆液均匀涂于固体LB培养基中,50℃培养48h,挑取典型的单菌落(圆形,边缘整齐,乳白色,有光泽且不透明)划线于固体LB培养基上继续培养,经固体LB培养基平板反复划线培养纯化,得到纯菌落。纯培养的菌种接种到液体LB培养基培养,然后制备成甘油管,-80冰箱保存。将其中一株菌株命名为MAT411。
二、菌株的鉴定。
1、菌株MAT411的生理生化鉴定结果如下:革兰氏阳性,过氧化氢酶阳性。
2、16S rDNA序列同源性分析结果如下:将菌株MAT411接种于液体LB培养基中,45℃培养48h后,利用细菌基因组提取试剂盒提取基因组为模板,利用细菌16S引物对其进行PCR扩增。
细菌16S引物序列信息如下:
27F: AGAGTTTGATCCTGGCTCAG(SEQ ID NO:2),
1492R: TACGGCTACCTTGTTACGACTT(SEQ ID NO:3);
V4-515F: GTGCCAGCAGCCGCGGTAA(SEQ ID NO:4),
V4-806: GGACTACCAGGGTATCTAA(SEQ ID NO:5)。
将所得扩增产物送至生工生物工程(上海)股份有限公司测序,所获得的16s rDNA序列如序列表中的SEQ ID NO:1所示。将16s rDNA序列通过BLAST程序在GenBank数据库中进行同源性比对分析,发现菌株MAT411与Weizmannia coagulans 2854(GenBank:MT611821.1)同源性达到99%。
根据以上结果,菌株MAT411被鉴定为凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)。
三、菌株的保藏
本发明的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411,已于2023年5月9日保藏于中国典型培养物保藏中心,简称CCTCC,地址为:湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内(武汉大学保藏中心),保藏编号为:CCTCC NO: M 2023714。
实施例2 凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠行为学的改变及对海马神经营养通路的保护。
一、菌悬液的制备。
1、将菌株MAT411接种于液体LB培养基,45℃摇床(180r/min)培养48h,离心(6000r/min、4℃、8min),收集菌体沉淀。
2、取步骤1得到的菌体沉淀用无菌生理盐水悬浮,得到菌浓度为5×109 CFU/mL的MAT411菌悬液。
二、分组处理。
将健康的SD大鼠经适应性饲养后随机分为3组,每组10只,处理如下:
对照组:连续21天每天灌胃一次生理盐水(单次单只的给予量为0.2mL),22天开展糖水偏嗜试验,第23-28天开展水迷宫试验(Morris试验),随后处死试验动物;
模型组:连续21天每天注射皮质酮悬浮液(注射量40 mg/kg/d,腹腔注射),灌胃一次生理盐水(单次单只的给予量为0.2mL),2次处理间隔6h,22天开展糖水偏嗜试验,第23-28天开展水迷宫试验(Morris试验),随后处死试验动物;
MAT411组:连续21天每天注射皮质酮悬浮液(注射量40 mg/kg/d,腹腔注射),灌胃一次步骤一制备的MAT411菌悬液(单次给予量为5×109 CFU/只),2次处理间隔6h,22天开展糖水偏嗜试验,第23-28天开展水迷宫试验(Morris试验),随后处死试验动物。完成Morris行为测试后,所有大鼠用2%戊巴比妥钠麻醉(剂量为30 mg/kg体重),心脏取血收集血清,保存在-80℃用于后续生化指标分析。在冰上快速斩首,迅速取出大脑,分离出海马体单独保存,所有脑组织储存在-80℃。
三、凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠糖水偏嗜能力的改变。
糖水偏嗜试验是利用啮齿类动物对甜味的偏好而设计的一种检测方法,是检测抑郁症中快感缺失症状的经典实验。糖水偏嗜试验结果如图1所示,注射皮质酮后,模型组大鼠对糖水偏嗜百分比显著降低至55.16%,与对照组相比差异显著(P<0.05),表明长期的皮质酮诱导使得动物出现快感缺失的症状。给予MAT411菌悬液干预后,糖水偏嗜百分比显著增加至78.47%,与模型组相比差异显著(P<0.05),说明抑郁大鼠灌胃MAT411菌悬液后,缓解了由皮质酮(CORT)诱导的快感缺失症状。
四、凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中单胺类神经递质浓度的影响。
医学研究表明,抑郁症与海马组织中单胺类神经递质(兴奋性递质)兴奋传递功能下降相关。采用江苏酶标大鼠5羟色胺(5-HT)ELISA试剂盒(货号:MB-1983A)、大鼠多巴胺(DA)ELISA试剂盒(货号:MB-1008A)、大鼠去甲肾上腺素(NE)ELISA试剂盒(货号:MB-2097A)分别检测抑郁大鼠海马组织中单胺类神经递质5-HT、DA、NE的含量。结果如图2-4所示,长期注射皮质酮(CORT)导致海马组织上清液中的单胺类神经递质(5-HT、DA、NE)水平显著降低,与对照组相比差异显著(P<0.05/P<0.01),说明长期注射皮质酮(CORT)刺激导致抑郁大鼠海马组织中单胺类神经递质兴奋传递功能下降。用MAT411菌悬液干预抑郁大鼠3周后逆转了这种下降的趋势,MAT411菌悬液显著增加了海马组织上清液中的单胺类神经递质(5-HT、DA、NE)的水平(P<0.05)。上述结果表明经MAT411菌悬液干预后,提高了抑郁大鼠海马组织中单胺类神经递质的水平。
五、凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对海马神经营养通路的保护作用。
1、凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对海马组织中脑源性神经营养因子BDNF蛋白含量的影响
处死试验动物后,冰袋上取出脑组织,剥离出海马组织,加入10倍体积的预冷的pH7.4、0.05M PBS缓冲液,匀浆,然后4℃、4000g/min离心20min,取上清液。采用大鼠脑源性神经营养因子(BDNF)ELISA试剂盒(货号:MB-1750A)检测海马组织上清液中BDNF蛋白的含量。大鼠经皮质酮诱导后,模型组大鼠与空白对照组相比,海马组织上清液中BDNF蛋白含量显著降低,差异极显著(P<0.01)。用MAT411菌悬液干预抑郁大鼠3周后,大鼠海马组织上清液中BDNF蛋白的含量如图5所示。给予MAT411菌悬液干预后,海马组织上清液中BDNF蛋白含量均大幅度提高,其中BDNF蛋白含量比模型组提高了29.2%,与模型组相比较差异极显著(P<0.01)。上述结果表明经MAT411菌悬液干预后,提高了皮质酮诱导大鼠海马组织中BDNF蛋白的含量。
2、凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411对抑郁大鼠海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白表达的影响
用MAT411菌悬液干预抑郁大鼠3周后,各试验组大鼠海马组织中脑源性神经营养因子通路相关蛋白表达结果如图6-9所示。皮质酮(CORT)作用于大鼠脑组织的海马细胞,显著降低了脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白(cAMP、CREB与BDNF)的表达,与对照组相比差异极显著(P<0.01)。而灌胃MAT411菌悬液能够促进大鼠脑海马组织中cAMP、CREB与BDNF蛋白的表达量,与模型组相比差异显著(P<0.05/P<0.01)。
上述结果表明经MAT411菌悬液干预后,凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411通过上调cAMP/CREB/BDNF信号通路中相关蛋白的表达,从而对抗由皮质酮引起的抑郁损伤。
本发明公开了一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌MAT411及其应用,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的产品已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
序列表
<110>通化承诚药业有限公司
<120>一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌MAT411及其应用
<160>5
<210>1
<211>1402
<212>DNA
<213>Artificial sequence(人工序列)
<400>1
gcagtcgtgcggaccttttaaaagcttgcttttaaaaggttagcggcggacgggtgagtaacacgtgggcaacctgcctgtaagatcgggataacgccgggaaaccggggctaataccggatagttttttcctccgcatggaggaaaaaggaaagacggcttttgctgtcacttacagatgggcccgcggcgcattagctagttggtggggtaacggctcaccaaggcaacgatgcgtagccgacctgagagggtgatcggccacattgggactgagacacggcccaaactcctacgggaggcagcagtagggaatcttccgcaatggacgaaagtctgacggagcaacgccgcgtgagtgaagaaggccttcgggtcgtaaaactctgttgccggggaagaacaagtgccgttcgaacagggcggcgccttgacggtacccggccagaaagccacggctaactacgtgccagcagccgcggtaatacgtaggtggcaagcgttgtccggaattattgggcgtaaagcgcgcgcaggcggcttcttaagtctgatgtgaaatcttgcggctcaaccgcaagcggtcattggaaactgggaggcttgagtgcagaagaggagagtggaattccacgtgtagcggtgaaatgcgtagagatgtggaggaacaccagtggcgaaggcggctctctggtctgtaactgacgctgaggcgcgaaagcgtggggagcaaacaggattagataccctggtagtccacgccgtaaacgatgagtgctaagtgttagagggtttccgccctttagtgctgcagctaacgcattaagcactccgcctggggagtacggccgcaaggctgaaactcaaaggaattgacgggggcccgcacaagcggtggagcatgtggtttaattcgaagcaacgcgaagaaccttaccaggtcttgacatcctctgacctccctggagacagggccttccccttcgggggacagagtgacaggtggtgcatggttgtcgtcagctcgtgtcgtgagatgttgggttaagtcccgcaacgagcgcaacccttgaccttagttgccagcattcagttgggcactctaaggtgactgccggtgacaaaccggaggaaggtggggatgacgtcaaatcatcatgccccttatgacctgggctacacacgtgctacaatggatggtacaaagggctgcgagaccgcgaggttaagccaatcccagaaaaccattcccagttcggattgcaggctgcaacccgcctgcatgaagccggaatcgctagtaatcgcggatcagcatgccgcggtgaatacgttcccgggccttgtacacaccgcccgtcacaccacgagagtttgtaacacccgaagtcggtgaggtaac
<210>2
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<212>DNA
<213>Artificial sequence(人工序列)
<400>2
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<210>5
<211>19
<212>DNA
<213>Artificial sequence(人工序列)
<400>5
ggactaccagggtatctaa
Claims (8)
1.一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411,其特征在于,该凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411于2023年5月9日保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为:CCTCC NO: M 2023714。
2.如权利要求1所述的一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411在制备抗抑郁药物、预防抑郁药物或治疗抑郁药物中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述药物的功能包括:
(a)提高海马组织中单胺类神经递质5-HT、DA、NE的水平;
(b)提高海马组织中脑源性神经营养因子BDNF蛋白的水平;
(c)提高海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白cAMP、CREB和BDNF的表达水平。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述药物为胶囊、粉剂、片剂、赋形剂或稀释剂。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述粉剂采用冷冻干燥工艺制备。
6.以权利要求1所述的一株具有上调脑源性神经营养因子表达的凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans)MAT411作为活性成份的药物。
7.根据权利要求6所述的药物,其特征在于,该药物为抗抑郁药物、预防抑郁药物或治疗抑郁药物。
8.根据权利要求6所述的药物,其特征在于,该药物的功能包括:
(a)提高海马组织中单胺类神经递质5-HT、DA、NE的水平;
(b)提高海马组织中脑源性神经营养因子BDNF蛋白的水平;
(c)提高海马组织中脑源性神经营养因子信号通路中相关蛋白cAMP、CREB和BDNF的表达水平。
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PB01 | Publication | ||
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