CN116970536B - 一株具有降尿酸功能的戊糖片球菌及其后生元和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微生物技术领域，公开了一株具有降尿酸功能的戊糖片球菌，所述戊糖片球菌的名称为：GQ02，分类名称为：戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)，保藏编号为：CGMCC No.26261，保藏日期：2022年12月26日，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，北京市朝阳区北辰西路1号院3号。本发明通过一系列理化性质和耐受性分析发现，戊糖片球菌GQ02具有较好的耐酸、耐胆盐能力；动物实验结果显示，其具有明显的降尿酸效果，可缓解高尿酸血症带来的炎症等副反应。因此能够将本发明戊糖片球菌作为降低尿酸和治疗痛风的新手段，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域，尤其是一株源于枸杞酵素的具有降尿酸功效的戊糖片球菌及其后生元和应用。
背景技术
高尿酸血症(HUA)是一种特发性炎症性疾病，其特征是长期嘌呤代谢紊乱和血尿酸(UA)浓度持续升高。近年来，随着人们生活水平的不断提高及饮食结构的改变，特别是对海鲜、肉类以及啤酒等高嘌呤饮食的摄入量不断增加，致使HUA发病率逐年上升，且呈现年轻化趋势。尽管HUA不属于致命性疾病，但是当尿酸超过饱和浓度时，可能导致UA结晶沉积，从而引起人体局部组织的无菌性炎症反应，增加高合并症负担，进而引起痛风、动脉粥样硬化、2型糖尿病、血管损伤、慢性肾脏疾病等组织损伤。最终将发展为痛风。此外，高尿酸血症还与多种高发性代谢疾病有关，如糖尿病、高血压、血脂异常等代谢性疾病，成为继“高血压、高血糖、高血脂”之后的第四“高”。
现有的HUA治疗方法包括药物治疗和非药物治疗，但均存在不良反应。其中，应用于临床上的药物主要为排尿酸药、抑制尿酸生成药和碱性药物，其通过增加尿酸排泄、抑制尿酸生成或碱化尿液等方式来缓解高尿酸症状。但上述药物均存在耐受性低、药物依赖性过高及并发症副作用多等问题。而在饮食控制方面，由于大多数食品中因含动植物细胞而含有嘌呤，因此单纯通过限制嘌呤摄取来缓解高尿酸血症极其困难，且嘌呤酸摄取的限制易造成营养失衡。基于现有治疗方法的缺陷和不足，迫切需要寻求一种效果明显、稳定、安全、便捷的HUA治疗策略。
人体内的尿酸，约70％通过肾脏排泄，其余随粪便排出或经肠道菌群进一步分解代谢，少部分在人体肠道内排泄或由肠道内菌群分解。近年来，基于肠道微生态改善高尿酸血症等传统代谢疾病已成为新的开发方向，多项研究表明，通过益生菌、益生元等调节肠道微生态，进而有助于高尿酸血症和痛风的治疗。由于微生物修复对人体的损害最小，因此已被公众广泛接受为一种具有成本效益的治疗方法。同时，据报道，肠道微生物群对代谢性疾病，包括免疫系统的调节和对病原体的保护发挥重要作用。益生菌是一种通过改善肠道微生物平衡从而对宿主施加有益影响的微生物添加物，后生元是具有生物活性的微生物的无生命状态菌体成分或代谢产物，它们对机体有多种其他正常生理菌群无法比拟的生理作用，可以缓解肠道菌群的失衡，弥补药物的副作用。由此可知，肠道菌群与高尿酸血症的发病机制及治疗等方面存在密切联系，未来还需进一步探究两者间的相互作用。
戊糖片球菌作为乳酸菌的一种，普遍存在于生活中各种发酵食品中，在预防和治疗代谢调控疾病中发挥着重要作用，如改善肠道功能、降血脂、降血糖、促进免疫调节等。具有降尿酸功能植物乳杆菌菌株的筛选及其降尿酸的研究仍较少，因此筛选能够降尿酸的戊糖片球菌，对高尿酸血症治疗和针对高尿酸血症药物研究具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一株源于枸杞酵素的具有降尿酸功效的戊糖片球菌及其后生元和应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一株具有降尿酸功能的戊糖片球菌，所述戊糖片球菌的名称为：GQ02，分类名称为：戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)，保藏编号为：CGMCC No.26261，保藏日期：2022年12月26日，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
进一步地，所述菌株分离自枸杞酵素，具有降低血尿酸的特性，是枸杞酵素中的优势菌株。
进一步地，所述菌株的菌落及菌体特征为：在MRS培养基上培养24h，菌落呈白色，不透明，菌落突起，湿润，边缘平整，有光泽，菌落直径为0.4～0.6mm，光学显微镜下观察其细胞形态，革兰氏染色呈G+，菌体呈圆球状。
进一步地，戊糖片球菌GQ02生长迅速，其在2h后进入对数期，14h后进入稳定期；且产酸速度快，pH值在8h后可降至4.5以下，因此乳酸片球菌GQ02是一株具有潜在发酵特性的菌株。
进一步地，所述戊糖片球菌极其后生元具有能在高尿酸模型动物体内降低血清尿酸、缓解高尿酸血症的能力；
或者，所述菌株极其后生元能够降低高尿酸模型小鼠血清尿酸水平；
或者，所述菌株及其后生元能够有效缓解高尿酸模型小鼠肾损伤，具有一定保护肾脏的作用。
如上所述的戊糖片球菌及其后生元在制备用于缓解高尿酸血症和/或降尿酸的食品和/或保健品和/或药品方面中的应用。
进一步地，所述食品、保健品、药品中的乳酸片球菌GQ02为活菌株、干菌株或菌株代谢物。
进一步地，所述药品包括药学上可接受的载体。
进一步地，所述药品的剂型为包括片剂、胶囊剂、口服液或冻干制剂中的一种或几种口服制剂。
本发明取得的优点和积极效果为：
1、本发明通过一系列理化性质和耐受性分析发现，戊糖片球菌GQ02具有较好的耐酸、耐胆盐能力；动物实验结果显示，其具有明显的降尿酸效果，可缓解高尿酸血症带来的炎症等副反应。因此能够将本发明戊糖片球菌作为降低尿酸和治疗痛风的新手段，具有广阔的应用前景。
2、本发明对小鼠腹腔注射氧嗪酸钾并辅以高嘌呤饮食建立高尿酸血症模型。经21d造模成功后，戊糖片球菌组及后生元组小鼠血尿酸水平显著降低，因此证明本发明菌株有助于高尿酸血症和痛风的治疗。长期灌胃高尿酸模型小鼠戊糖片球菌GQ02或其后生元可显著降低其血清尿酸水平，具有明显的降尿酸效果，并对高尿酸模型下小鼠具有护肾作用。因此其可作为缓解高尿酸血症和治疗痛风的新型措施，在高尿酸血症辅助治疗方面具有广阔的应用前景。
3、本发明戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)来源于天然枸杞酵素，属于公认安全的可食用菌种。
4、本发明戊糖片球菌GQ02能够降低高尿酸模型小鼠血清尿酸水平，是一株具有降尿酸作用、缓解高尿酸血症的戊糖片球菌，能够应用在缓解高尿酸血症药物中。
5、本发明戊糖片球菌GQ02及其后生元能够缓解高尿酸模型小鼠肾损伤，具有保护肾脏的作用。
6、本发明戊糖片球菌具有优良的降尿酸能力，该菌株是枸杞酵素中的优势菌株，具有很强的降尿酸能力。
附图说明
图1为本发明中戊糖片球菌CGMCC No.26261的菌落形态图；
图2为本发明中戊糖片球菌CGMCC No.26261的生长曲线测定图；
图3为本发明中戊糖片球菌CGMCC No.26261的产酸能力测定图；
图4为本发明中戊糖片球菌CGMCC No.26261的16S rDNA系统发育树图；
图5为本发明中戊糖片球菌CGMCC No.26261及其后生元对血尿酸水平的影响图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下属实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
具体实施例中所涉及的各种实验操作，均为本领域的常规技术，本文中没有特别注释的部分，本领域的普通技术人员可以参照本发明申请日之前的各种常用工具书、科技文献或相关的说明书、手册等予以实施。
一株具有降尿酸功能的戊糖片球菌，所述戊糖片球菌的名称为：GQ02，分类名称为：戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)，保藏编号为：CGMCC No.26261，保藏日期：2022年12月26日，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
较优地，所述菌株分离自枸杞酵素，具有降低血尿酸的特性，是枸杞酵素中的优势菌株。
较优地，所述菌株的菌落及菌体特征为：在MRS培养基上培养24h，菌落呈白色，不透明，菌落突起，湿润，边缘平整，有光泽，菌落直径为0.4～0.6mm，光学显微镜下观察其细胞形态，革兰氏染色呈G+，菌体呈圆球状。
较优地，戊糖片球菌GQ02生长迅速，其在2h后进入对数期，14h后进入稳定期；且产酸速度快，pH值在8h后可降至4.5以下，因此乳酸片球菌GQ02是一株具有潜在发酵特性的菌株。
较优地，所述戊糖片球菌极其后生元具有能在高尿酸模型动物体内降低血清尿酸、缓解高尿酸血症的能力；
或者，所述菌株极其后生元能够降低高尿酸模型小鼠血清尿酸水平；
或者，所述菌株及其后生元能够有效缓解高尿酸模型小鼠肾损伤，具有一定保护肾脏的作用。
如上所述的戊糖片球菌及其后生元在制备用于缓解高尿酸血症和/或降尿酸的食品和/或保健品和/或药品方面中的应用。
较优地，所述食品、保健品、药品中的乳酸片球菌GQ02为活菌株、干菌株或菌株代谢物。
较优地，所述药品包括药学上可接受的载体。
较优地，所述药品的剂型为包括片剂、胶囊剂、口服液或冻干制剂中的一种或几种口服制剂。
具体地，以下实施例分别从菌株的筛选、基因测序、生长曲线、产酸能力、及动物体内降高尿酸能力等特性来说明本发明的技术方案，具体内容如下。
实施例1菌株筛选
以下实验均在无菌条件下操作。
自然条件下制备枸杞酵素：将枸杞与无菌水以质量比为1:5的比例于无菌环境下装于无菌瓶中，放置阴凉处，密封储存35d。取1mL酵素，10倍系列稀释至10-4，每个浓度取100uL涂布于MRS固体培养基上，37℃培养48h，倒置培养并隔24h进行观察。用灭菌后的接种环挑取具有明显溶钙圈的单菌落，并在MRS固体培养基上划线纯化，37℃培养48h，分离得到戊糖片球菌菌株GQ02。
所述的MRS固体培养基的制备方法为：蛋白胨10g，牛肉浸粉5g，吐温80 1mL，磷酸氢二钾2g，酵母浸粉4g，硫酸镁0.2g，柠檬酸三铵2g，葡萄糖20g，硫酸锰0.05g，乙酸钠5g，琼脂20g，蒸馏水1L，pH 6.2±0.2，121℃灭菌20min备用。
在MRS培养基上培养24h，如图1所示，菌落呈白色，不透明，菌落突起，湿润，边缘平整，有光泽，菌落直径为0.4～0.6mm，光学显微镜下观察其细胞形态，革兰氏染色呈G+，菌体呈圆球状。
实施例2菌株鉴定
(1)基因测序
对获得的单菌株进行基因组的提取和PCR扩增，并将PCR扩增产物测序。结果如图4所示，经过基因对比，与Gene bank中的乳酸片球菌菌株比对相似率达99％，结合生理生化鉴定为一株戊糖片球菌，命名为戊糖片球菌GQ02，并对该菌株进行生物学性质的研究。
(2)生长曲线的测定
选取对数生长末期的菌株，按1％的接种量接种于MRS液体培养基中，并于37℃培养箱中培养36h，每隔2h取样并测定OD600。
结果如图2所示，从图2可以看出，戊糖片球菌GQ02生长迅速，其在2h后进入对数期，14h后进入稳定期，具有较强的活力与工业应用潜力。
(3)产酸能力的测定
产酸速率是乳酸菌活力良好的重要特征之一，也是筛选优良菌株的重要指标。选取对数生长末期的菌株，按1％的接种量接种于MRS液体培养基中，并于37℃培养箱中培养36h，每隔2h取样并测定其pH值。
结果如图3所示，从图3可以看出，戊糖片球菌GQ02产酸速度快，pH值在8h后可降至4.5以下，因此乳酸片球菌GQ02是一株具有潜在发酵特性的菌株。
实施例3戊糖片球菌GQ02干预对高尿酸血症小鼠血尿酸水平的影响：
高尿酸血症小鼠模型采用给小鼠腹腔注射氧嗪酸钾并辅以高嘌吟饮食建立，实验动物采用雄性昆明小鼠30只，在室温下饲养，自由饮食采食，经1周适应性饲养后，随机分成正常对照组(NC)、高尿酸血症模型组(M)、别嘌呤醇(AP)治疗组、戊糖片球菌治疗组(GQ02)和后生元治疗组(PB)，每组6只。除正常对照组外，其他四组小鼠按300mg/kg*d标准腹腔注射氧嗪酸钾(将氧嗪酸钾溶于5％的羧甲基纤维素钠水溶液制成相应的混悬液)，并按照10g/kg*d标准酵母膏灌胃，进行造模。此外正常对照组和高尿酸血症模型组灌胃0.85％生理盐水；AP组小鼠按照30mg/kg*d标准灌胃别嘌呤醇；GQ02组灌胃活菌，标准为0.2mL/d(菌浓度为1×108cfu/mL)；PB组灌胃热灭活死菌，标准为0.2mL/d(热灭活处理前，菌浓度为1×108cfu/mL)，持续21d。
如图5所示，实验数据表明，连续腹腔注射氧嗪酸钾并佐以高嘌呤饮食21d后，M组小鼠血尿酸含量较正常组小鼠均显著升高，由低于50μmol/L上升至接近120μmol/L；而通过乳酸片球菌GQ02及其后生元的干预，GQ02组尿酸含量下降至接近75μmol/L，后生元组尿酸含量下降至70μmol/L附近，与M组小鼠相比显著降低，并接近NC组小鼠血尿酸水平，说明乳酸片球菌GQ02及其后生元具有降低小鼠血尿酸的作用。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。
Claims (5)
1.一株具有降尿酸功能的戊糖片球菌，其特征在于：所述戊糖片球菌的名称为：GQ02，分类名称为：戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)，保藏编号为：CGMCC No.26261，保藏日期：2022年12月26日，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
2.如权利要求1所述的戊糖片球菌及其后生元在制备用于缓解高尿酸血症和/或降尿酸的药品中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述药品中的乳酸片球菌GQ02为活菌株或干菌株。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述药品包括药学上可接受的载体。
5.根据权利要求2至4任一项所述的应用，其特征在于：所述药品的剂型为包括片剂、胶囊剂、口服液或冻干制剂中的一种或几种口服制剂。
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| CN113274478A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-08-20 | 林雪玉 | 一种治疗痛风的中药发酵制剂及其制备方法 |
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