CN117070398A - 一种改善便秘的动物双歧杆菌乳亚种Bi66及其应用、产品和方法 - Google Patents
一种改善便秘的动物双歧杆菌乳亚种Bi66及其应用、产品和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明一种改善便秘的动物双歧杆菌乳亚种Bi66及其应用、产品和方法,属于微生物技术领域。本发明提供一种改善便秘的动物双歧杆菌乳亚种Bi66,其保藏编号为CCTCCNO:M2023769。本发明还提供基于该动物双歧杆菌乳亚种Bi66的防治便秘的药物、调节肠道微生物的药物和具有通便功能的保健食品等产品以及一种体外抑菌方法。本发明的动物双歧杆菌乳亚种Bi66能够显著提高便秘小鼠的排便粒数及湿便粒数,缩短排首粒黑便时间,提高小鼠的小肠转运率,有效改善和缓解便秘小鼠的排便情况。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域,尤其是涉及一种改善便秘的动物双歧杆菌乳亚种Bi66及其应用、产品和方法。
背景技术
便秘是临床常见的胃肠道疾病之一,主要表现为排便困难、频率低,排便不完全或堵塞等。便秘主要有两种类型:功能性便秘和器质性便秘。功能性便秘是指非器质病因,没有结构异常或代谢障碍的由肠道相关功能异常引起的慢性便秘。随着现代人群生活压力增大,生活节奏加快,膳食不均衡,饮食结构发生改变,便秘的发生率逐渐升高。长期便秘会诱发痔疮、肛裂等疾病,增加肠癌患病风险。便秘不仅影响身体健康,更是影响生活质量,降低患者生活幸福指数。虽然通过改善饮食、增加运动可缓解便秘,但是不仅效果有限而且现代人群难以坚持。
临床上常用的治疗便秘的药物有泻剂、促分泌剂和肠动力提升剂,如乳果糖、鲁比前列酮,普芦卡必利等,但都存在一定程度的副作用或不良反应。近些年,益生菌缓解便秘逐渐走进人们视野。益生菌是指当给予机体一定量时,对宿主健康有益的活性微生物。但现有报道中,具有治疗便秘功效的益生菌存在资源不丰富、菌株效果差异大、未实现工业生产、作用机制不清晰等问题,因此,本领域亟需开发更多具有便秘治疗功效的益生菌。
发明内容
基于本领域的上述需求,为了解决开发更多具有便秘治疗功效益生菌这一技术问题,本发明提供一种改善便秘的动物双歧杆菌乳亚种Bi66及其在制备改善和缓解便秘的药物方面的应用,该动物双歧杆菌乳亚种Bi66具有较强耐受能力,能够实现工业生产,通过调节胃肠调节肽水平,调节肠道菌群实现显著的缓解便秘效果。
本发明的技术方案如下:
一种改善便秘的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalissubsp.lactis)菌株Bi66,其特征在于,其保藏编号为CCTCC NO:M 2023769。
保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66在制备防治便秘药物和/或制备具有通便功能的保健食品和/或制备调节肠道微生物的产品方面的用途。
所述防治便秘或具有通便功能包括:增加排便粒数、增加粪便含水量、减少排首粒黑便时间、增加小肠推进率、提高胃动素和/或胃泌素、降低血管活性肠肽和/或内皮素;
优选地,调节肠道微生物包括:提高Chao1指数和/或Simpon指数、抑制肠道病原菌、降低肠杆菌科丰度、升高普雷沃氏菌科和/或Muribaculaceae科丰度和/或联合乳杆菌属和/或另枝菌属和/或经黏液真杆菌属和/或罗氏菌属的丰度;
优选地,肠道病原菌包括:大肠杆菌、产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌。
一种防治便秘的药物,包括:药效活性成分;其特征在于,药效活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalissubsp.lactis)菌株Bi66。
所述的一种防治便秘的药物,还包括:药学上可接受的辅料。
一种具有通便功能的保健食品,包括:通便活性成分;其特征在于,通便活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66。
所述的一种具有通便功能的保健食品,还包括:食品辅料。
一种调节肠道微生物的药物,包括:药效活性成分;其特征在于,药效活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66。
所述的一种调节肠道微生物的药物,还包括:药学上可接受的辅料。
一种体外抑菌方法,其特征在于,采用保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66抑制肠道病原菌;
优选地,大肠杆菌和/或产气荚膜梭菌和/或脆弱拟杆菌。
本发明筛选获得一株动物双歧杆菌乳亚种Bi66,其分类命名为动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis),该菌株于2023年5月17日保藏于中国典型培养物保藏中心(CCMCC),地址武汉武汉大学保藏中心,保藏编号为CCTCC NO:M 2023769。
本发明一方面提供一种动物双歧杆菌乳亚种Bi66。本发明所述的动物双歧杆菌乳亚种Bi66,具有较好胃肠道耐受能力,对胆盐具有很好的耐受能力,对大肠杆菌、产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌具有较强的抑制作用。所述的动物双歧杆菌乳亚种Bi66表面疏水性强,具有较强的细胞黏附能力。所述的动物双歧杆菌乳亚种Bi66能够高效利用低聚糖,所述的低聚糖指低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖。所述的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对抗生素具有高度敏感性,具备生物安全性。所述的动物双歧杆菌乳亚种Bi66能够显著提高便秘小鼠的排便粒数及湿便粒数,缩短排首粒黑便时间,提高小鼠的小肠转运率,有效改善和缓解便秘小鼠的排便情况。
所述的动物双歧杆菌乳亚种Bi66能够显著改善便秘小鼠胃肠调节肽水平。提高兴奋性递质MTL、GAS水平,降低抑制性递质VIP、ET-1水平,进而能够促进小鼠胃酸分泌,加速胃排空,加速肠道转运速率,实现改善和缓解便秘的作用。所述的动物双歧杆菌乳亚种Bi66能够显著改善便秘小鼠的肠道菌群,尤其是降低肠杆菌科丰度,显著或极显著增加普雷沃氏菌科、Muribaculaceae科、unclassified_Muribaculaceae属、拟普雷沃氏菌属、联合乳杆菌属、另枝菌属、经黏液真杆菌属、罗氏菌属丰度。
本发明另一方面提供了动物双歧杆菌乳亚种Bi66在制备改善、缓解便秘的保健食品中的应用。所述保健食品,包括压片糖果、发酵饮料、软糖、调制乳粉、发酵乳、固体饮料。本发明还提供了动物双歧杆菌乳亚种Bi66在制备治疗便秘药物上的应用,所述药物包括但不限于微生态制剂、包括但不限于外用药物。
本发明所采用的动物双歧杆菌乳亚种Bi66来自健康人体肠道,安全无致病性,在国家公认的可用于普通食品的名单中。通过动物试验并探究其机理,证明其具有改善和缓解过敏功效。将其广泛应用到食品领域,增大消费者消费的可能性,通过日常摄入就可以达到改善和缓解便秘的目的。当然,所采用的动物双歧杆菌乳亚种Bi66也可以用于制备治疗和缓解便秘的药物中。
本发明的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66的保藏信息如下:
保藏编号:CCTCC NO:M 2023769;
分类命名:Bifidobacterium animalis subsp.Lactis Bi66;
保藏日期:2023年5月17日;
保藏单位:中国典型培养物保藏中心;
保藏地址:中国、武汉、武汉大学。
附图说明
图1为本发明实验例10的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对小鼠3H排便粒数的影响。
图2为本发明实验例10的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对小鼠粪便含水量的影响。
图3为本发明实验例10的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对小鼠排首粒黑便时间的影响。
图4为本发明实验例10的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对小鼠小肠推进率的影响
图5为本发明实验例10的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对小鼠血清MTL的影响
图6为本发明实验例10的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对小鼠血清GAS的影响
图7为本发明实验例10的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对小鼠血清VIP的影响
图8为本发明实验例10的动物双歧杆菌乳亚种Bi66对小鼠血清ET-1的影响
图9为本发明实验例10的LefSe分析各组小鼠肠道显著丰度差异特征类群。
图10为本发明实验例10的各组小鼠的各菌群科、属水平上的显著性丰度差异;其中,A为肠杆菌科的丰度差异柱状图;B为普雷沃氏菌科的丰度差异柱状图;C为Muribaculaceae科的丰度差异柱状图;D为unclassified_Muribaculaceae属的丰度差异柱状图;E为拟普雷沃氏菌属的丰度差异柱状图。
图11为本发明实验例10的各组小鼠肠道菌属水平分析;其中,A为联合乳杆菌属的差异水平柱状图;B为另枝菌属的差异水平柱状图;C为经黏液真杆菌属的差异水平柱状图;D为罗氏菌属的差异水平柱状图。
上述各图中横坐标组别标号的含义列示如下:NC代表空白对照组,CON代表便秘模型组,Bi66代表益生菌组。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例和实验例说明本发明的实施方式,熟悉本发明内容的本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。以下实施例和实验例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
生物材料的来源
一、本发明实验例7使用的动物双歧杆菌乳亚种BB-12、HT-29细胞、Caco-2细胞均可商购获得。
二、本发明实验例8使用的大肠杆菌、产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌均购自广东省微生物菌种保藏中心。
三、本发明实验例7使用的BALB/c雄性小鼠为商购获得。
第1组实施例、本发明的菌株Bi66
本组实施例提供一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalissubsp.lactis)菌株Bi66,其保藏编号为CCTCC NO:M 2023769。
任何培养、扩繁、发酵、富集、生产、制备、使用、接种、扩增、转化、修饰、改造、销售、许诺销售保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66的行为,和/或,将保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66与其他益生菌联用的行为,和/或,用保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66抑制大肠杆菌、脆弱拟杆菌、产气荚膜梭菌等致病菌、和/或制备防止便秘药物、和/或制备调节肠道微生物的药物、和/或制备具有通便功能的保健食品的行为均落在本发明的保护范围。
所述其他益生菌包括但不限于:植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、德氏乳杆菌乳酸亚种、瑞士乳杆菌、干酪乳杆菌、卷曲乳杆菌、发酵乳杆菌、格氏乳杆菌、约氏乳杆菌、副干酪乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、唾液乳杆菌、酿酒酵母属、德尔布有孢圆酵母属、假丝酵母属、威克汉姆酵母属、毕赤酵母属、布拉氏酵母属、白球拟酵母属、薛瓦酵母属、深红酵母属、粟酒裂殖酵母属、鲍氏酵母属、苏云金芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、固氮芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、丁酸梭状芽孢杆菌、青春双歧杆菌、角双歧杆菌、动物双歧杆菌、星状双歧杆菌、两歧双歧杆菌、牛双歧杆菌、短双歧杆菌、齿双歧杆菌、婴儿双歧杆菌(即,长双歧杆菌婴儿亚种)、乳双歧杆菌(即,动物双歧乳亚种)、长双歧杆菌、假小链双歧杆菌以及嗜热双歧杆菌和嗜酸热双歧杆菌。
本领域技术人员可根据实际生产需要,结合药品领域生产工艺的常规技术手段或基本常识(例如,《制剂技术百科全书》、《药物制剂技术》等),对药用辅料进行常规选择或调整,进而将保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66制成不同剂型、不同存储条件、不同保质期的药物,这对于本领域技术人员而言无技术障碍,是可以并容易做到的。
根据本发明的内容,出于实际生产应用中的不同需求,再结合食品生产加工工艺领域的常规技术手段(例如,《食品生产概论》、《食品与食品生产百科全书》、《食品加工技术》等),本领域技术人员可选择和调配食用辅料,并将CCTCC NO:M 2023769的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66制成不同的食品类型,例如发酵乳制品、发酵豆制品、发酵果蔬制品、发酵肉制品、发酵饮料、益生菌发酵剂、益生菌固体饮料、压片糖果、软糖、调制乳粉等。所述发酵乳制品包括常温酸奶、低温酸奶、搅拌型酸奶、凝固型酸奶、饮用性酸奶、乳酪、乳酸菌饮料等。
第2组实施例、本发明菌株Bi66的用途
本组实施例提供保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66在制备防治便秘药物和/或制备具有通便功能的保健食品和/或制备调节肠道微生物的产品方面的用途。
在具体的实施例中,所述防治便秘或具有通便功能包括:增加排便粒数、增加粪便含水量、减少排首粒黑便时间、增加小肠推进率、提高胃动素和/或胃泌素、降低血管活性肠肽和/或内皮素;
优选地,调节肠道微生物包括:提高Chao1指数和/或Simpon指数、抑制肠道病原菌、降低肠杆菌科丰度、升高普雷沃氏菌科和/或Muribaculaceae科丰度和/或联合乳杆菌属和/或另枝菌属和/或经黏液真杆菌属和/或罗氏菌属的丰度;
优选地,肠道病原菌包括:大肠杆菌、产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌。
在一些具体的实施例中,所述防止便秘药物包括:药效活性成分;药效活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66。
在进一步的实施例中,所述防治便秘药物还包括:药学上可接受的辅料。
在具体的实施例中,所述药学上可接受的辅料选自:溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂、崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、矫味剂、防腐剂、助悬剂、包衣材料、芳香剂、抗黏合剂、整合剂、渗透促进剂、pH值调节剂、缓冲剂、增塑剂、表面活性剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂、反絮凝剂、助滤剂、释放阻滞剂。
根据本发明的内容,出于实际生产应用中的不同需求,再结合药物制备领域的常规技术手段(例如,《制剂技术百科全书》、《药物制剂技术》等),本领域技术人员可对上述药用辅料进行选择和调配,并将CCTCC NO:M 2023769的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66制成不同的剂型,例如粉剂、片剂、注射剂、口服液、微生态制剂、外用剂等。
在另一些实施例中,所述具有通便功能的保健食品包括:通便活性成分;通便活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66。
在进一步的实施例中,所述具有通便功能的保健食品还包括:食品辅料。
在一些实施例中,所述食品辅料选自:漂白剂、防腐剂、抗氧化剂、着色剂、甜味剂、酸味剂、增味剂、护色剂等。
根据本发明的内容,出于实际生产应用中的不同需求,再结合食品生产加工工艺领域的常规技术手段(例如,《食品生产概论》、《食品与食品生产百科全书》、《食品加工技术》等),本领域技术人员可对上述食用辅料进行选择和调配,并将CCTCC NO:M 2023769的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66制成不同的剂型,例如发酵乳制品、发酵豆制品、发酵果蔬制品、发酵肉制品、发酵饮料、益生菌发酵剂、益生菌固体饮料、压片糖果、软糖、调制乳粉等。所述发酵乳制品包括常温酸奶、低温酸奶、搅拌型酸奶、凝固型酸奶、饮用性酸奶、乳酪、乳酸菌饮料等。
第3组实施例、本发明防止便秘的药物
本组实施例提供一种防治便秘的药物。本组所有实施例都具备如下共同特征:所述防止便秘的药物包括:药效活性成分;药效活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66。
在进一步的实施例中,所述的一种防治便秘的药物还包括:药学上可接受的辅料。
在具体的实施例中,所述药学上可接受的辅料选自:溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂、崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、矫味剂、防腐剂、助悬剂、包衣材料、芳香剂、抗黏合剂、整合剂、渗透促进剂、pH值调节剂、缓冲剂、增塑剂、表面活性剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂、反絮凝剂、助滤剂、释放阻滞剂。
根据本发明的内容,出于实际生产应用中的不同需求,再结合药物制备领域的常规技术手段(例如,《制剂技术百科全书》、《药物制剂技术》等),本领域技术人员可对上述药用辅料进行选择和调配,并将CCTCC NO:M 2023769的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66制成不同的剂型,例如粉剂、片剂、注射剂、口服液、微生态制剂、外用剂等。
第4组实施例、本发明具有通便功能的保健食品
本组实施例提供一种具有通便功能的保健食品。本组所有实施例都具备如下共同特征:所述一种具有通便功能的保健食品包括:通便活性成分;通便活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalissubsp.lactis)菌株Bi66。
在进一步的实施例中,所述的一种具有通便功能的保健食品还包括:食品辅料。
在一些实施例中,所述食品辅料选自:漂白剂、防腐剂、抗氧化剂、着色剂、甜味剂、酸味剂、增味剂、护色剂等。
根据本发明的内容,出于实际生产应用中的不同需求,再结合食品生产加工工艺领域的常规技术手段(例如,《食品生产概论》、《食品与食品生产百科全书》、《食品加工技术》等),本领域技术人员可对上述食用辅料进行选择和调配,并将CCTCC NO:M 2023769的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66制成不同的剂型,例如发酵乳制品、发酵豆制品、发酵果蔬制品、发酵肉制品、发酵饮料、益生菌发酵剂、益生菌固体饮料、压片糖果、软糖、调制乳粉等。所述发酵乳制品包括常温酸奶、低温酸奶、搅拌型酸奶、凝固型酸奶、饮用性酸奶、乳酪、乳酸菌饮料等。
第5组实施例、本发明调节肠道微生物的药物
本组实施例提供一种调节肠道微生物的药物。本组所有实施例都具备如下共同特征:所述一种调节肠道微生物的药物包括:药效活性成分;药效活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalissubsp.lactis)菌株Bi66。
在进一步的实施例中,所述的一种调节肠道微生物的药物还包括:药学上可接受的辅料。
在具体的实施例中,所述药学上可接受的辅料选自:溶剂、抛射剂、增溶剂、助溶剂、乳化剂、着色剂、黏合剂、崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、渗透压调节剂、稳定剂、助流剂、矫味剂、防腐剂、助悬剂、包衣材料、芳香剂、抗黏合剂、整合剂、渗透促进剂、pH值调节剂、缓冲剂、增塑剂、表面活性剂、发泡剂、消泡剂、增稠剂、包合剂、保湿剂、吸收剂、稀释剂、絮凝剂、反絮凝剂、助滤剂、释放阻滞剂。
根据本发明的内容,出于实际生产应用中的不同需求,再结合药物制备领域的常规技术手段(例如,《制剂技术百科全书》、《药物制剂技术》等),本领域技术人员可对上述药用辅料进行选择和调配,并将CCTCC NO:M 2023769的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66制成不同的剂型,例如粉剂、片剂、注射剂、口服液、胶囊、微生态制剂、外用剂(如,膏剂、凝胶剂、敷贴剂、洗剂)等。
第6组实施例、本发明的体外抑菌方法
本组实施例提供一种体外抑菌方法。本组所有实施例都具备如下共同特征:采用保藏编号为CCTCC M52023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalissubsp.lactis)菌株Bi66抑制肠道病原菌;
在具体的实施例中,所述肠道病原菌指:大肠杆菌和/或产气荚膜梭菌和/或脆弱拟杆菌。
实验例1、动物双歧杆菌乳亚种分离、筛选和鉴定
(1)分离与筛选:
采集健康婴儿粪便样品,无菌生理盐水稀释至合适梯度,涂布于添加有5%(V/V)的莫匹罗星锂盐、且含有0.1%的L-半胱氨酸盐酸盐的MRS琼脂平板(L-MRS)上,37℃厌氧条件下培养48h。挑选不透明乳白色、圆形有光泽、边缘整齐、表面凸起且湿润的菌落,在L-MRS固体培养基上进行反复划线纯化培养,经过菌落形态观察和光学显微镜观察,获得双歧杆菌菌株。
L-MRS培养基成分:蛋白胨10g、牛肉浸粉5g、酵母浸粉4g、K2HPO42g、柠檬酸三铵2g、乙酸钠5g、葡萄糖20g、吐温80 1mL、MgSO4·7H2O 0.58g、MnSO4·4H2O 0.25g、L-半胱氨酸盐酸盐1g、蒸馏水1000mL;pH值6.2±0.2。
(2)菌株保藏与活化:
菌株保藏:挑取纯化后的单个菌落接种至装有L-MRS培养基的厌氧管中,置于37℃培养12h-24h,生长至菌液浑浊,转接两次后,离心去掉上清液,添加等量30%甘油,转移至甘油管中,置于-80℃冰箱保藏。
菌株活化:从-80℃冰箱取出甘油管,解冻后,以2%接种量接种于装有L-MRS培养基的厌氧管中,置于37℃培养12h-24h,生长至菌液浑浊为活化一代。
(3)分子生物学鉴定:
将双歧杆菌菌株采用基因组DNA抽提试剂盒提取菌株基因组DNA,采用通用引物27F:AGAGTTTGATCCTGGCTCAG和1492R:GGTTACCTTGTTACGACTT对16S rDNA序列进行扩增,得到PCR产物。并对PCR产物进行测序。其中PCR反应体系:10×Buffer 20μL,引物dNTP 4μL,上、下游引物各1μL,DNA模板2μL,Taq酶0.5μL,ddH2O 34.5μL。PCR反应条件:95℃ 10min;94℃ 30s,56℃ 30s,72℃ 2min,35个循环;72℃10min。将PCR产物通过凝胶电泳检测后送往武汉金开瑞生物工程有限公司测序。将鉴定的基因序列提交至NCBI数据库(www.ncbi.nlm.nih.gov)中进行BLAST分析比对。根据分子生物学的鉴定结果,确定该菌株为动物双歧杆菌乳亚种,将其命名为动物双歧杆菌乳亚种Bi66。将该菌株送保藏,其保藏信息如下:
保藏编号:CCTCC NO:M 2023769;
分类命名:Bifidobacterium animalis subsp.Lactis Bi66;
保藏日期:2023年5月17日;
保藏单位:中国典型培养物保藏中心;
保藏地址:中国、武汉、武汉大学。
实验例2、菌株活化
为了保证菌株稳定性及数据的可重复性,试验菌株动物双歧杆菌乳亚种Bi66均进行三代活化:甘油管菌株以2%(v/v)接种于L-MRS培养基,37℃培养14h;以5%接种量转接二代,37℃培养8h;以1%转接第三代,37℃培养14h,得到活化好的菌液。
实验例3胃肠液耐受能力评价
模拟人工胃液:配制0.5%NaCl溶液,加入0.3%胃蛋白酶,用1mol/LHCL调节pH值至2.5,然后充分溶解后用0.22μm微孔滤膜过滤除菌备用。
模拟人工肠液:配制0.5%NaCl溶液,加入0.1%胰蛋白酶,用0.1mol/LNaOH调节pH值至8.0,然后充分溶解后用0.22μm微孔滤膜过滤除菌备用。
动物双歧杆菌乳亚种Bi66在厌氧条件下活化培养3代,离心后收集菌体。以终浓度为108CFU/mL接入配制好的pH2.5的模拟人工胃液和pH8.0的模拟人工肠液中混匀,37℃条件下消化,同时分别取0h和3h的消化液检测活菌数,计算存活率。
菌株存活率(%)=Nt/N0×100%
式中N0表示菌株0h的活菌数(CFU/mL),Nt表示菌株3h的活菌数(CFU/mL)。
表1.动物双歧杆菌乳亚种Bi66胃肠液耐受能力
动物双歧杆菌乳亚种Bi66在pH2.5的人工胃液中3h存活率为109.54%,在pH8.0的人工肠液中3h存活率为90.85%。实验说明,该动物双歧杆菌乳亚种Bi66具备较强的耐受胃肠道环境的能力(见表1)。
实验例4、胆盐耐受能力评价
将菌株按照2%(v/v)接种于加入0.15%牛胆盐、0.2%巯基乙酸钠的L-MRS培养基中,37℃培养6h后测定OD600,并以同样接种量接种于0.2%巯基乙酸钠的L-MRS培养基作为对照。
菌株胆盐耐受率(%)=试验组OD600/对照组OD600×100%。
动物双歧杆菌乳亚种Bi66在胆盐浓度为0.15%条件下,经过6h培养,仍保持41.5%的耐受率,这表明动物双歧杆菌乳亚种Bi66能够通过消化道,顺利到达肠道,为其发挥作用提供前提条件。
实验例5、疏水性测定
用BATH(菌体对碳氢化合物的黏附)对动物双歧杆菌乳亚种Bi66菌体表面疏水特性进行测定。将活化好的菌株以5000rmp离心5min收集菌体,用PBS缓冲液清洗两次,重悬于PBS缓冲液中,调整菌悬液OD600值在1.0左右,并测定菌悬液在600nm处的吸光度值(A0)。
取上述12mL菌悬液与4mL二甲苯充分混合,室温放置10min后漩涡混合2min,再于室温下放置20min分层。取下水相测定600nm处水相的吸光度值(A1)。
以缓冲液为空白对照。表面疏水性以细菌黏附有机溶剂的百分率来表示:
表面疏水性(%)=(1-A1/A0)×100%。
注:A0和A1分别为与二甲苯混匀前、后菌液在600nm波长处测得的吸光度。
动物双歧杆菌乳亚种Bi66在二甲苯中疏水性高达87.3%,具有较好的疏水性。
实验例6、低聚糖利用能力
L-MRS-低聚糖培养基:添加0.5%(w/v)低聚糖(低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖)等量代替L-MRS中葡萄糖。将活化的菌株接种到相应的L-MRS-低聚糖培养基中,18h后测定发酵液pH,以葡萄糖含量为0.5%的L-MRS培养基作为阳性对照。以在相应的L-MRS-低聚糖培养基生长后OD600与在含葡萄糖的L-MRS中生长后OD600的比较来反应低聚糖利用能力,见表2。
低聚糖利用能力(%)=OD600(L-MRS-低聚糖培养基)/OD600(L-MRS-葡萄糖培养基)
表2.动物双歧杆菌乳亚种Bi66对不同低聚糖利用能力
动物双歧杆菌乳亚种Bi66能够利用低聚果糖、低聚半乳糖、低聚木糖,但利用能力不同,其中低聚果糖>低聚半乳糖>低聚木糖。
实验例7、动物双歧杆菌乳亚种Bi66对Caco-2、HT-29细胞黏附能力
菌悬液制备:取完成活化的菌株发酵液离心、收集菌体,用PBS洗涤3次后,将菌体重悬于不含双抗的DMEM培养液中,调节菌悬液的浓度为108CFU/mL。
细胞黏附性试验:将培养好的细胞用0.2%消化液(胰酶-EDTA)进行消化,细胞调整浓度到105cell/mL,接种到12孔细胞培养板中,每孔1mL,于5%CO2浓度的培养箱中孵育至细胞长至单层,用无菌PBS洗涤两次,其中1孔用胰酶消化,用血球计数板进行细胞计数;取动物双歧杆菌乳亚种Bi66菌悬液和对照菌BB-12菌悬液各1mL加入孔中,设置3个平行孔,于5%CO2培养箱中37℃孵育2h后,用无菌PBS洗涤细胞5次,除去未黏附的菌悬液,每孔加入0.2mL胰酶-EDTA缓冲液消化细胞5min,消化完后加入0.8mLPBS吹打均匀,取菌液进行稀释活菌计数。
表3.动物双歧杆菌乳亚种对不同细胞黏附能力(CFU/cell)
注:*表示菌株之间对同一种细胞黏附能力具有显著差异,**表示菌株之间对同一种细胞黏附能力具有极显著差异。
结果如表3所示,动物双歧杆菌乳亚种Bi66对Caco-2、HT-29两种细胞具有良好的黏附能力,其中对HT-29细胞黏附能力为5.48CFU/cell,与对照菌株动物双歧杆菌乳亚种BB-12无显著性差异,对Caco-2细胞的黏附能力为16.5CFU/cell极显著高于动物双歧杆菌乳亚种BB-12。良好的黏附能力为其在肠道定植提供了前提条件。
实验例8、抑制肠道病原菌能力
肠道病原菌活化:将-80℃保藏的病原菌用无菌棉签涂布于相应培养基上(见表4)培养24-48h,使用PBS将菌苔洗下,制备成菌悬液;将活化好的动物双歧杆菌乳亚种Bi66、及病原菌调整菌液浓度至108CFU/mL,以2%接种量接种于共同培养的培养基中,37℃培养24h,并以单纯病原菌培养作为对照。采用相应计数培养基进行活菌计数。
抑菌能力(%)=共培养后病原菌活菌数(CFU/mL)/单独培养病原菌活菌数(CFU/mL)×100%
表4.各病原菌活化、共培养及计数培养基情况及培养条件
表5.共培养时动物双歧杆菌乳亚种Bi66对病原菌的抑制能力
动物双歧杆菌乳亚种Bi66对大肠杆菌、产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌具有很强的抑制作用(见表5)。
实验例9、抗生素敏感性
采用纸片扩散法(K-B法)评价动物双歧杆菌乳亚种Bi66的抗生素敏感性。
动物双歧杆菌乳亚种Bi66在L-MRS固体平板上划线活化后,制备菌悬液并调整菌悬液浓度为108CFU/mL,取100μL菌悬液,用无菌棉签均匀涂布在L-MRS固体平板上,贴上抗生素药敏片,以无抗生素的纸片为空白对照。置于厌氧条件下,37℃正置培养,24h后用直尺测量菌株对抗生素敏感性直径,结果见表6。文献记载,双歧杆菌对氨基糖苷类、四环素类、喹诺酮类抗生素表现出抗性,也有报道双歧杆菌对青霉素类也表现出抗性,但动物双歧杆菌乳亚种Bi66表现极为敏感,青霉素的抑菌直径有37mm,阿莫西林37mm,苯唑西林24mm,氨苄西林41mm;此外,对头孢克肟、红霉素、甲氧苄啶表现出较强敏感性。证实动物双歧杆菌乳亚种Bi66不具有抗生素耐药性,具备生物安全性。
表6.动物双歧杆菌乳亚种Bi66抗生素敏感性
实验例10、动物试验
(1)菌液制备及材料准备
动物双歧杆菌乳亚种Bi66发酵液3000g/min离心10min,采用生理盐水洗涤两次并重悬,调整菌液浓度为1×109CFU/mL。
墨汁制备:将阿拉伯胶100g与水800mL混合,煮沸至溶液透明,加入活性炭50g,煮沸三次,制成活性炭溶液。溶液冷却后,用水稀释至1000mL,储存于4℃,用前摇匀。
(2)便秘动物实验设计
7-8周龄BALB/c雄性小鼠(18-20g)在室温为25℃±2℃,湿度为50%±5%,光-暗循环12小时环境中饲养。经过7天的适应期后,按照每组8只小鼠随机分为三组:空白对照组(NC)、便秘模型组(CON)、益生菌组(Bi66)。从第8天开始为干预期,NC组和CON组灌胃生理盐水,Bi66组灌胃动物双歧杆菌乳亚种Bi66,共计灌胃14天。第15-17天期间造模,CON组、Bi66组灌胃10mg/kg.bw洛哌丁胺,4h后灌胃生理盐水或者菌液。NC组小鼠以相同方式仅给予生理盐水。
第19天,处死小鼠,取血清,-80℃冻存备用。打开小鼠腹腔,用外科剪刀切开小鼠盲肠,用无针注射器将盲肠内容物吸入EP管,然后将结肠轻轻放入无菌生理盐水中去除剩余内容物,最后将结肠放入EP管中,保存在-80℃以待分析。
(3)指标测定
1)粪便含水量测定
第17天,每只老鼠都被转移到一个干净的空笼子里,收集3h粪便样本,计数,称重量。将收集到的粪便装入无菌的1.5mL EP管中,然后将EP管置于冰盒中保存,收集期间记录每只小鼠的排便粒数,粪便湿重,将收集到的粪便经冷冻干燥后,记录粪便的干重。
2)首粒排黑便时间的测定
在第18天(禁食18h后),给除了正常组之外的所有组小鼠灌胃盐酸洛哌丁胺,一小时后,空白对照组和便秘模型用墨汁灌胃,益生菌组灌胃含1×109CFU/mL动物双歧杆菌乳亚种Bi66的墨汁。将小鼠转移至干净、空的单独的笼子里并自由提供饲料和水。从灌胃墨汁开始,记录每只动物首粒排黑便时间,以模型组最后一只小鼠的首粒黑便时间为终止时间。
3)小肠推进率的测定
在小鼠灌胃的第19天(禁食18h后),给除了正常组之外的所有组小鼠灌胃盐酸洛哌丁胺,1小时后,空白对照组和便秘模型组用墨汁灌胃,益生菌组灌胃含1×109CFU/mL动物双歧杆菌乳亚种Bi66的墨汁,20min后处死小鼠,打开腹腔,分离肠系膜,剪取上端自幽门,下端至回盲肠的肠管,轻轻将小肠拉成直线,测量肠管长度为“小肠总长度”,从幽门到墨汁前沿为“墨汁推进长度”计算小肠推进率
如图1-4所示,CON组小鼠3h排便粒数、粪便含水量及小肠推进率极显著低于NC组,排首粒黑便时间极显著高于NC组,说明洛哌丁胺诱导小鼠便秘模型成功,Bi66组小鼠3h排便粒数、粪便含水量极显著高于CON组(p<0.0001),其中粪便含水量恢复接近至NC组水平,排首粒黑便时间极显著低于模型组(p<0.005),与CON组相比,提高了小肠推进率,说明动物双歧杆菌乳亚种Bi66极有效改善小鼠便秘情况,恢复肠道转运功能作用明显。
4)小鼠血清中胃肠调节肽的测定
用ELISA试剂盒测定小鼠血清中相关胃肠调节肽(MTL,GAS,VIP,ET)的含量,操作步骤按照说明说进行。
胃肠调节肽中胃动素(MTL)、胃泌素(GAS)为兴奋性递质,血管活性肠肽(VIP)、内皮素(ET-1)为抑制性递质,MTL促进胃肠道运动,GAS与胃酸分泌,加速胃排空有关,VIP能够放松胃肠道括约肌,减缓肠道转运速率,ET-1具有维持血管张力,调节肠道功能。如图5-8所示,与NC组相比,模型组MTL显著降低(p<0.05),GAS极显著降低(p<0.01),VIP极显著升高(p<0.01),ET-1极显著升高(p<0.001),洛哌丁胺导致小鼠胃肠道运动及排空减缓,减缓肠道转运速率,Bi66组小鼠胃肠调节肽水平得到有效改善,其中MTL显著提高(p<0.05),GAS极显著提高(p<0.01),VIP显著降低(p<0.05),ET-1显著降低(p<0.05)。给予动物双歧杆菌乳亚种Bi66能够促进小鼠胃酸分泌,加速胃排空,加速肠道转运速率,进而实现改善和缓解便秘的作用。
5)肠道菌群的测定
收集小鼠盲肠内容物,按照DNA快速提取试剂盒说明书方法步骤提取粪便中的DNA,对样本16S rDNA的V3-V4区进行PCR扩增,用胶回收试剂盒对扩增片段进行纯化回收,转交测序公司进行测序及生物信息学分析。
对各组小鼠肠道菌群进行α多样性分析(见表7),CON组Chao1指数和Simpon指数显著降低,说明便秘小鼠的菌群丰富度显著降低,多样性降低;给予动物双歧杆菌乳亚种Bi66的组别Chao1指数和Simpon指数显著升高,并与NC组无显著性差异,说明动物双歧杆菌乳亚种Bi66具有调节肠道菌群功能,提高便秘小鼠的丰富度和多样性,并可恢复至NC组水平。
表7.肠道菌群α多样性分析
注:不同字母表示同一列进行比较时,具有显著性差异。
通过LEfSe(Linear discriminant analysis Effect Size,线性判别分析)分析各组小鼠的显著丰度差异特征类群,从而发现各组的特殊群落。以阈值LDA>4分析从门到属水平的菌群差异。如图9所示,CON组中肠杆菌目显著富集,Bi66组中普雷沃氏菌科、Muribaculaceae科、unclassified_Muribaculaceae属、拟普雷沃氏菌属显著富集。并对其具体丰度进行分析,见图10,与CON组相比,Bi66组肠杆菌科极显著降低(p<0.0001),普雷沃氏菌科、Muribaculaceae科极显著升高(p<0.01),unclassified_Muribaculaceae属极显著升高(p<0.01),拟普雷沃氏菌属极显著升高(p<0.01)。
肠杆菌科包含很多病原菌,与肠道疾病紧密相关,肠杆菌科的丰度增加会导致肠道菌群失调,增加患病风险,Bi66组能够有效降低肠杆菌科的丰度,调节肠道菌群,降低肠道疾病风险。
Muribaculaceae科可以通过免疫调节和调节肠道内环境改善肠道菌群失调。
拟普雷沃氏菌属可以产生SCFAs,主要是琥珀酸和乙酸,可以改善肠上皮屏障和防止炎症发生。
对各组小鼠属水平的显著性分析,结果如图11所示,与CON组相比,Bi66组显著提高联合乳杆菌属(p<0.05)、另枝菌属(p<0.05)丰度,极显著提高经黏液真杆菌属(p<0.01)及罗氏菌属丰度(p<0.01)。
经黏液真杆菌属具有防止炎症发生,促进SCFAs产生等维持肠道稳态活性作用。
Claims (10)
1.一种改善便秘的动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66,其特征在于,其保藏编号为CCTCC NO:M 2023769。
2.保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66在制备防治便秘药物和/或制备具有通便功能的保健食品和/或制备调节肠道微生物的产品方面的用途。
3.根据权利要求2所述的保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66在制备防治便秘药物和/或制备具有通便功能的保健食品和/或制备调节肠道微生物的产品方面的用途,其特征在于,所述防治便秘或具有通便功能包括:增加排便粒数、增加粪便含水量、减少排首粒黑便时间、增加小肠推进率、提高胃动素和/或胃泌素、降低血管活性肠肽和/或内皮素;
和/或,调节肠道微生物包括:提高Chao1指数和/或Simpon指数、抑制肠道病原菌、降低肠杆菌科丰度、升高普雷沃氏菌科和/或Muribaculaceae科丰度和/或联合乳杆菌属和/或另枝菌属和/或经黏液真杆菌属和/或罗氏菌属的丰度;
和/或,肠道病原菌包括:大肠杆菌、产气荚膜梭菌、脆弱拟杆菌。
4.一种防治便秘的药物,包括:药效活性成分;其特征在于,药效活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalissubsp.lactis)菌株Bi66。
5.根据权利要求4所述的一种防治便秘的药物,其特征在于,还包括:药学上可接受的辅料。
6.一种具有通便功能的保健食品,包括:通便活性成分;其特征在于,通便活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)菌株Bi66。
7.根据权利要求6所述的一种具有通便功能的保健食品,其特征在于,还包括:食品辅料。
8.一种调节肠道微生物的药物,包括:药效活性成分;其特征在于,药效活性成分包括:保藏编号为CCTCC NO:M 2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalissubsp.lactis)菌株Bi66。
9.根据权利要求8所述的一种调节肠道微生物的药物,其特征在于,还包括:药学上可接受的辅料。
10.一种体外抑菌方法,其特征在于,采用保藏编号为CCTCC NO:M2023769的一种动物双歧杆菌乳亚种(Bifidobacterium animalis subsp.lactis)菌株Bi66抑制肠道病原菌;
和/或,大肠杆菌和/或产气荚膜梭菌和/或脆弱拟杆菌。
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