CN118308277B - 一种卷曲乳杆菌及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卷曲乳杆菌及其应用,其卷曲乳杆菌(Lactobacillu scrispatus)LFLc‑205的保藏号为:CGMCC No.25113。本发明提供的卷曲乳杆菌具有生长启动时间短、适应人工胃液与人工肠液、耐低pH等优点。此外,该菌还具有自絮凝能力好以及有较强地阴道细胞粘附能力等特性,综合表明其具有优秀的抗逆性与粘附能力,并在体外实验和动物学实验中表现出与阴道毛滴虫竞争粘附阴道细胞/组织,减少阴道毛滴虫数量的效果,对于实践乳杆菌“有效定植‑快速增殖‑竞争粘附位点‑分泌次级代谢物‑抑制病原体”模式具有积极意义。高产slp蛋白的能力也预示着卷曲乳杆菌LFLc‑205具有在生物技术领域广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域,具体涉及一种卷曲乳杆菌及其应用。
背景技术
女性阴道炎是妇科领域常见的一类疾病,其中涉及多种病原体引发的不同类型阴道炎症反应,包括细菌性阴道病、念珠菌性阴道炎及滴虫性阴道炎等。这些阴道炎症的发生往往与阴道内正常微生物群落失衡有关,尤其是有益菌群数量减少和有害菌过度增殖。
已有研究表明,阴道乳杆菌的缺乏与多种阴道炎的发生密切相关。阴道乳杆菌作为阴道微生态的主要组成部分,对于维持阴道环境的酸碱平衡、抑制病原微生物繁殖具有至关重要的作用。卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus),作为一种阴道优势乳杆菌种类,能有效代谢糖类产生乳酸,降低阴道pH值至约4.5左右,创造出不利于其他病原微生物生长的酸性环境,从而保护阴道免受感染。但是对于滴虫导致的阴道炎,研究发现有些卷曲乳杆菌确没有防治效果,且目前也没有报道说明卷曲乳杆菌可用于防治滴虫阴道炎,因此认为卷曲乳杆菌并不能用于防治滴虫阴道炎,本发明克服了此偏见,发现具有较高分泌S-层蛋白(S-layer protein,slp)的能力的菌株能有效防治滴虫阴道炎。现有研究也表明,slp蛋白可参与乳杆菌与宿主细胞的粘附,是乳杆菌在宿主肠道、阴道中定植,形成生物膜的关键步骤。通过粘附,乳杆菌可以占据宿主上皮细胞的表面,从而阻止病原体的定植,或通过竞争性排除机制来抑制病原体的定植和生长。同时,slp蛋白可以帮助乳杆菌在通过胃肠道时存活,增强其在胃酸和胆汁中的耐受性,从而提高乳杆菌到达肠道并在肠道中发挥作用的可能性。slp蛋白的存在和功能对于乳杆菌的益生特性至关重要。
滴虫性阴道炎,是由阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis)引起的一种妇科疾病,感染初期可能无症状,但随着病情发展,患者可能会感到外阴瘙痒、烧灼感,阴道分泌物增多等症状。滴虫在中性至微碱性的环境下易于生长繁殖,而在pH值较低的酸性环境中则受到抑制。传统的治疗方法主要是使用抗滴虫药物如甲硝唑等进行治疗,但长期依赖抗生素可能导致耐药性的增加和阴道微生态的进一步破坏。尽管现有研究显示乳杆菌制剂在维护阴道健康及治疗某些类型的阴道炎中有积极作用,但在滴虫性阴道炎的针对性治疗中,乳杆菌特别是卷曲乳杆菌的应用仍有待深入研究和开发。
根据现有公开信息,具有女性细菌性阴道炎或真菌性阴道炎预防或治疗潜力的卷曲乳杆菌有很多,然而,针对卷曲乳杆菌在滴虫性阴道炎领域具体应用的潜力而进行综合评价的菌株报道较少。卷曲乳杆菌slp蛋白表达能力与卷曲乳杆菌的pH耐受力、粘附阴道上皮细胞能力以及抑制滴虫等外来病源体能力相关,但目前强调slp蛋白表达能力的卷曲乳杆菌相关报道也较少。本发明旨在补充以上提到的不足,提出一种卷曲乳杆菌菌株,该菌株具备较高的slp蛋白表达能力,并展现出在应对滴虫性阴道炎方面的巨大潜力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卷曲乳杆菌,该菌来源于健康女性的阴道微生态环境,该菌自絮凝能力强,具有较高的slp蛋白表达能力。
为实现上述目的,本发明采用以下的技术方案为:
一种卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)LFLc-205,该菌株已于2022年6月17日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏号为:CGMCC No.25113。该卷曲乳杆菌具有较强的产slp蛋白的能力,生长启动时间短、适应人工胃液与人工肠液、耐低pH、自絮凝能力好、有较强的阴道细胞粘附能力等优点。具有综合以上优点的卷曲乳杆菌LFLc-205表现出优秀的粘附阴道组织细胞以及在阴道环境定植的能力,可以通过竞争粘附位点以及分泌次级代谢物等方式抑制滴虫,体外试验与动物试验进一步证明了卷曲乳杆菌LFLc-205对滴虫的处理效果。
如上所述的卷曲乳杆菌、或其代谢物在抑制滴虫中的应用。
如上所述的卷曲乳杆菌、或其代谢物在制备抑制滴虫制品中的应用。
如上所述的卷曲乳杆菌在制备预防或治疗滴虫感染制品中的应用。
如上所述的卷曲乳杆菌在制备预防或治疗滴虫病药物中的应用。
如上所述的卷曲乳杆菌在制备预防或治疗滴虫阴道炎药品中的应用。
一种治疗滴虫感染的药品,包含如上所述的卷曲乳杆菌。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明筛选获得的卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)LFLc-205相比其它卷曲乳杆菌,生长稳定期的OD600较高;在低pH环境(pH=3.8)下生长启动更快,生长活力更强,有较好的消化道耐受能力。
(2)本发明的卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)LFLc-205 S-层蛋白表达量高,每升菌液培养24 h可获得45.40 mg slp粗蛋白。
(3)本发明的卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)LFLc-205自絮凝作用强,且表现出较强的阴道细胞粘附能力以及抑制滴虫对阴道细胞的粘附的能力,表明该菌株更易在阴道中定植,且体外实验表明LFLc-205自身及代谢物上清液对滴虫具有较高的抑制作用。
(4)本发明的卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)LFLc-205连续给药12天能够显著减少感染小鼠阴道内的滴虫的数量,能降低血浆中炎症因子TNF-α、IL-6水平,具有缓解炎症的作用,同时可用于治疗或预防滴虫引起的性阴道炎。
(5)本发明的卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)LFLc-205连续给药12天能够显著提高阴道炎小鼠粪便的IgA水平,表明卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)LFLc-205可以恢复阴道炎小鼠在消化道组织的局部免疫力。
附图说明
图1为LFLc-205与另外两株卷曲乳杆菌株菌悬液OD600随时间的变化曲线。
具体实施方式
以下实施例用于进一步说明本发明,但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的前提下,对本发明所作的修饰或者替换,均属于本发明的范畴。
若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段,除另有规定,本方法所用试剂均为分析纯或以上规格。
本发明的发明人采用无菌棉拭子从一群健康女性的阴道侧壁上采集了若干样本,将收集的样品稀释后涂布于MRS固体培养基,37℃厌氧培养48 h后观察各单菌落的颜色、大小、形状、表面/边缘特征等信息,将特征信息相似的记为一类,将菌落呈圆形、白色、光滑,显微镜下菌体呈杆状且弯曲或卷曲的菌落初步鉴定为卷曲乳杆菌,牙签挑取MRS固体培养基上的单菌落于MRS液体培养基进行纯化培养。纯化培养后的菌悬液送天一辉远公司进行16sRNA序列测序,之后自行在NCBI进行序列的Blast比对,成功地分离并鉴定了多株卷曲乳杆菌菌株,根据筛选顺序暂时分别命名为Ls-1~Ls-77。将Ls-1~Ls-77全部进行自絮凝能力检测,以4 h自絮凝量≥50%为基准线,筛选自絮凝能力较强的卷曲乳杆菌。随后我们聚焦于全部菌株的表层蛋白表达特征,粗提取平台期卷曲乳杆菌菌悬液的slp蛋白并进行SDS-PAGE蛋白垂直凝胶电泳,筛选出具有slp蛋白表达特性的卷曲乳杆菌。最终确定了其中3株具有slp蛋白表达特性,且无抗生素耐药性的卷曲乳杆菌作为后续实验的研究对象,命名为Ls-5、Ls-37和Ls-57,以期进一步探究它们的功能和潜在应用价值。其中Ls-57 slp蛋白相对表达量最高,正式命名为LFLc-205,而Ls-5虽然具有slp蛋白表达能力,但其4 h自絮凝量<50%,作为对照菌株。
实施例1
对三种卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37、LFLc-205的基础特性进行了如下实验:
1、菌株的耐受性测试:
人工胃、肠液的制备
本实施例中所使用的人工胃肠液的制备参照中国药典减量配置,具体地:
人工胃液:量取117 mL浓盐酸,加水稀释至500 mL,得到9.5%~10.5%的稀盐酸,然后取配制好的稀盐酸8.2mL,加水400 mL与胃蛋白酶5 g,摇匀后,加水稀释至500 mL即可获得人工胃液。
人工小肠液:取磷酸二氢钾3.4 g,加水250 mL使其充分溶解,用0.1 mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至6.8,另称量胰酶5 g,加适量水溶解,将两种溶液混合后,加水稀释至500mL即可获得人工肠液。
实验用卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205菌液的制备:使用MRS液体培养基对-80℃,15%甘油冻存的的卷曲乳杆菌进行初次活化,活化菌株再经2次传代培养后,复壮菌液以2%接种量加入100 mL MRS培养基,37℃,厌氧培养16 h。
厌氧培养条件:厌氧培养在厌氧罐中进行,厌氧灌内放入厌氧产生包,使用真空泵抽出厌氧罐中氧气,温度调节为37℃。
收集培养后的活菌体于5000 rpm,4℃离心15 min,弃去上清液,留取菌体沉淀,用生理盐水重悬菌体,按照活菌数为109CFU/mL分别接入到人工胃/肠液中,于37℃温度分别培养3 h后取样进行活菌数检测,以0 h的活菌数为对照,计算其存活率,活菌数检测设置3个生物学重复。
存活率(%)=(3 h的活菌数/0 h的活菌数)×100%
结果显示,本发明中的卷曲乳杆菌LFLc-205菌株在人工胃液中孵育培养3 h后,卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205的平均存活率分别为71.37%、76.95和82.72%;在人工肠液中孵育培养3 h后,卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205的存活率分别为79.92%、87.35%和94.88.%。表明LFLc-205菌株具有较好的酸碱耐受性,当其被人体摄入后具有耐受胃肠的强酸碱性环境考验的潜力,能够以活菌的形式充分发挥益生菌的效用。
2、卷曲乳杆菌耐酸性评价
实验用卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205菌液的制备:使用MRS液体培养基对于-80℃,15%甘油冻存的卷曲乳杆菌进行初次活化,活化菌株再经2次传代培养后,复壮菌液以2%接种量加入100 mL MRS培养基,37℃,厌氧培养16 h。
将培养后的菌悬液进行离心分离,5000 rpm下离心1 min,去上清液,PBS洗2次,调整重悬液OD600=1。取100 μL重悬液至900 μL不同pH(pH 2.0、pH 2.5、pH 3.0)的无菌PBS溶液中,37℃厌氧静置培养,分别在开始(0 h)和处理(4 h)后取样,经过适当稀释后,通过倾注平板培养法测定活菌数并计算其存活率,公式如下:
存活率(%)=S4/S0×100%,其中,S1:不同pH的无菌PBS处理4 h后的活菌数;S0:0h的活菌数。测量结果见表1。
表1 卷曲乳杆菌耐酸性评价实验存活率(%)
由表1可以看出,卷曲乳杆菌LFLc-205具有很强的耐酸能力,在pH 2.5时孵育4 h,存活率为86.43%;在pH为3.0时,存活率在95%以上,卷曲乳杆菌LFLc-205具有优异的耐酸能力。
3、卷曲乳杆菌产酸和产H2O2能力的测定
实验用卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205菌液的制备:使用MRS液体培养基对-80℃,15%甘油冻存的卷曲乳杆菌进行初次活化,活化菌株再经2次传代培养后,复壮菌液以2%接种量加入100 mL MRS培养基,37℃,厌氧培养16 h。
检测MRS液体培养基中卷曲乳杆菌菌悬液OD值,调整菌液浓度,使其菌液OD600=1.0,将1 mL菌悬液加入装有19 mL MRS液体培养基的50 mL离心管中,使用封口膜紧密缠绕离心管,于37℃,厌氧培养18 h;离心取上清,分别测定上清中的pH,H2O2浓度、D-乳酸和L-乳酸浓度。
其中,H2O2浓度使用德国默克MERCK过氧化氢测试条检测,使用无菌一次性吸管吸取其培养液上清100 μL,滴于过氧化氢测试条的样品孔,15 s后观察颜色,并与比色卡进行比对,将其显色与比色卡进行比对来判断菌株产过氧化氢的能力。比色卡检验H2O2浓度属于半定量法,根据比色卡上显色程度与H2O2浓度的对应设置,显色状态处于0-2 mg/L区间者计为+、显色状态处于2-5 mg/L区间者计为++、显色状态处于5-10 mg/L区间者根据深浅程度计为+++/++++。本次实验中,显色状态大于10 mg/L者统一计为+++++。
D-乳酸和L-乳酸的浓度采用微量法,在酶标仪下进行检测。所用试剂盒为索莱宝D-乳酸(D-LA)/L-乳酸(L-LA)含量检测试剂盒,结果见表2。
表2 培养18 h后培养液上清乳酸及H2O2含量检测
由表2结果可以看出,在18 h之内的早期培养阶段(对数生长期),LFLc-205产L-乳酸能力较强,总乳酸(D-乳酸+L-乳酸)生产能力也比其他两种菌种菌株高,产H2O2能力中等。
为进一步了解3种卷曲乳杆菌持续生长期间其培养液乳酸含量的变化,对3种卷曲乳杆菌MRS液体培养基厌氧培养18 h、24 h、36 h和60 h后的乳酸含量进行监测,检测方法为微量法,在酶标仪下进行检测,设置3个生物学重复,结果见表3。
总乳酸含量(mg/mL)=D-乳酸(mg/mL)+L-乳酸(mg/mL)
表3 卷曲乳杆菌培养液上清乳酸含量变化(mg/mL)
同一列数据上标相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P<0.05)
3种卷曲乳杆菌中,只有卷曲乳杆菌LFLc-205在持续培养中呈现总乳酸含量下降的结果。表3结果表明,虽然在卷曲乳杆菌LFLc-205在培养18 h后的总乳酸分泌量较高,但是卷曲乳杆菌LFLc-205不累积发酵液上清液的总乳酸含量,而且培养36 h(平台期)的总乳酸含量比培养18 h(对数生长期)有较大的下降,60 h后卷曲乳杆菌LFLc-205培养液上清总乳酸含量为1.00 mg/mL,显著低于卷曲乳杆菌Ls-5和Ls-37的总乳酸含量。
4、增殖能力试验
实验用卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205菌液的制备:使用MRS液体培养基对-80℃,15%甘油冻存的的卷曲乳杆菌进行初次活化,活化菌株再经2次传代培养后,复壮菌液以2%接种量加入100 mL MRS培养基,37℃,厌氧培养16 h。
无菌环境下,取10 mL经厌氧培养的菌液于新的三角瓶,使用移液器从三角瓶中吸取200 μL上述培养所得的菌悬液于96孔酶标板中(检测过程中,酶标板内待测悬液不能存在气泡,以免影响吸光度测量结果),在600 nm波长下测定96孔板中菌悬液的吸光度。通过往三角瓶中添加培养基调整菌悬液浓度,继续于96孔板中检测,最终使菌液酶标仪检测下吸光度OD600=1.0。
将经过体积调整,OD600=1.0的菌悬液按1:20的体积比例加入到新鲜的9 mL MRS液体培养中,轻柔混匀,此时吸取1 mL菌悬液于比色皿中,使用分光光度计于波长600 nm测量此时菌悬液的吸光度(OD:0 h),开始厌氧培养18 h。
吸取1 mL厌氧培养18 h的菌悬液于比色皿中,使用分光光度计于波长600 nm测定其吸光度(OD:18 h)。
比较培养前后的OD600值,结果见表4所示,结果表明卷曲乳杆菌LFLc-205 18 h后的OD600较高,增殖速度较对比菌株快。
表4 卷曲乳杆菌增殖能力比较
5、卷曲乳杆菌LFLc-205在低pH环境下的生长活力实验
将不同卷曲乳杆菌活化后,分别以1%的接种量在初始pH为3.8的MRS培养基中,37℃,500 mL三角瓶厌氧培养48 h,分别在第0、4、8、12、16、20、24、32、48 h吸取1 mL菌悬液于比色皿中,使用分光光度计于波长600 nm测量此时菌悬液的吸光度,每8 h测量一次发酵液的OD600,共计培养48 h。
图1为LFLc-205与另外两株卷曲乳杆菌株OD600随时间的变化曲线,从图1中可以看出:
培养4 h时,LFLc-205的OD600相比初始值增加了52.0%,而菌株Ls-5和Ls-37仅分别增加8.89%和11.1%;
培养8 h时,LFLc-205的OD600相比初始值增加了173.3%,而菌株Ls-5和Ls-37仅分别增加20.0%和68.1%;
培养20 h时,LFLc-205的OD600相比初始值增加了1122.2%,而菌株Ls-5和Ls-37分别增加591.1%和787.2%,
根据4 h和8 h结果对比,菌株LFLc-205在低pH环境中生长启动更快。根据16 h和20 h结果对比,LFLc-205在生长对数期的斜率更高。48 h后,LFLc-205生长稳定期的OD600值更高,表明LFLc-205生长活力更强。低pH环境下的生长活力实验结果与增殖能力试验结果吻合。
其中,卷曲乳杆菌LFLc-205的16S rDNA测序结果如下SEQ ID NO.1所示:
SEQ ID NO.1:GTGCCTATACTGCAGTCGAGCGAGCGGAACTAACAGATTTACTTCGGTAATGACGTTAGGAAAGCGAGCGGCGGATGGGTGAGTAACACGTGGGGAACCTGCCCCATAGTCTGGGATACCACTTGGAAACAGGTGCTAATACCGGATAAGAAAGTAGATCGCATGATCAGCTTTTAAAAGGCGGCGTAAGCTGTCGCTATGGGATGGCCCCGCGGTGCATTAGCTAGTTGGTAAGGTAAAGGCTTACCAAGGCGATGATGCATAGCCGAGTTGAGAGACTGATCGGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCACAATGGACGCAAGTCTGATGGAGCAACGCCGCGTGAGTGAAGAAGGTTTTCGGATCGTAAAGCTCTGTTGTTGGTGAAGAAGGATAGAGGTAGTAACTGGCCTTTATTTGACGGTAATCAACCAGAAAGTCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGATTTATTGGGCGTAAAGCGAGCGCAGGCGGAAGAATAAGTCTGATGTGAAAGCCCTCGGCTTAACCGAGGAACTGCATCGGAAACTGTTTTTCTTGAGTGCAGAAGAGGAGAGTGGAACTCCATGTGTAGCGGTGGAATGCGTAGATATATGGAAGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTCTCTGGTCTGCAACTGACGCTGAGGCTCGAAAGCATGGGTAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCATGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTGGGAGGTTTCCGCCTCTCAGTGCTGCATCTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGACCGCAAGGTTGAAACTCAAAGGAATTGA。
将卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)LFLc-205经过多次传代(传代大于50),发现菌株形态与生化特性一致性高,说明LFLc-205的遗传性状稳定。
将卷曲乳杆菌LFLc-205于2022年6月17日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(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,邮政编码:100101)进行了保藏,菌株分类命名为卷曲乳杆菌Lactobacillus crispatus,其保藏号为CGMCC No. 25113。
实施例2
卷曲乳杆菌附着能力综合评价
1、卷曲乳杆菌LFLc-205的自絮凝能力
实验用卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205菌液的制备:使用MRS液体培养基对-80℃,15%甘油冻存的的卷曲乳杆菌进行初次活化,活化菌株再经2次传代培养后,复壮菌液以2%接种量加入100 mL MRS培养基,37℃,厌氧培养16 h。
5000 rpm离心收集菌体,用PBS缓冲液将菌体沉淀洗涤3次,重悬菌体于培养上清,调整混合悬液使得其OD600=0.5。涡旋振荡使菌体混合均匀,在室温条件下静止放置2、4、6h,测定此时OD600的光吸收值,设置5个生物学重复。
使用自絮凝量表征菌株的自絮凝能力,自絮凝量的计算公式为
(1-At/A0)×l00%,其中At和A0代表第t h和第0 h菌悬液的600 nm光吸收值。
经测量计算获得卷曲乳杆菌LFLc-205 4 h自絮凝量为77.14%,6 h自絮凝量更是达到88.45%,具体结果见表5。结果表明卷曲乳杆菌LFLc-205有强的自絮凝能力,而Ls-5和Ls-37的自絮凝能力较弱。菌株的自絮凝能力是表征菌株非特异性粘附的重要指标。
表5 卷曲乳杆菌自絮凝量(%)
组别 | 2 h | 4 h | 6 h |
Ls-5 | 11.16±2.42c | 45.92±7.95c | 57.69±3.66c |
Ls-37 | 22.03±2.80b | 58.34±4.93b | 72.58±3.00b |
LFLc-205 | 57.77±3.94a | 77.14±6.07a | 88.45±1.28a |
2、卷曲乳杆菌LFLc-205粘附VK2/E6E7细胞能力分析
卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205菌液的制备:使用MRS液体培养基对-80℃,15%甘油冻存的的卷曲乳杆菌进行初次活化,活化菌株再经2次传代培养后,复壮菌液以2%接种量加入100 mL MRS培养基,37℃,厌氧培养16 h。
单细胞层的制备:将已复苏的VK2/E6E7细胞接种至已按积比,胎牛血清: DMEM=1:9,添加了胎牛血清的DMEM培养基中,将细胞悬液转移至12孔细胞培养板,使每孔含1 mL细胞密度为的1.5×105cell/mL的细胞悬液,5% CO2、37℃恒温培养,培养96 h至完全分化成单细胞层备用(培养24 h换液,继续培养48 h换液,再培养24 h);
菌悬液的制备:与此同时,取已培养好的目标菌株(Ls-5、Ls-37、LFLc-205)菌液,5000 rpm 室温离心1 min收集菌体,并用无菌PBS洗涤两次,最后重悬于DMEM培养基(调整目标菌株活菌数为1×108CFU/mL);
共同培养:将VK2/E6E7细胞的单细胞层吸去培养基,加入PBS缓冲液漂洗2次,吸去缓冲液,再加入制备好的菌悬液1 mL/孔,混匀后,5% CO2、37℃共孵育4 h;小心移去培养上清,加入无菌PBS漂洗3次以除去未粘附的乳杆菌;
加入胰酶细胞消化液0.2 mL/孔,消化5 min,以使细胞从细胞培养板孔壁上脱离下来,收集溶液即为样品;取一部分悬浮液样品于细胞计数板,阴道细胞用细胞计数板计数。取一部分样品涂平板,根据单菌落数量的稀释倍数计算附着在阴道细胞上的活菌数。粘附能力按如下公式计算:
粘附能力(CFU/cell)=粘附在细胞上的菌数(CFU)/孔中的细胞数。
粘附率(%)=粘附在细胞上的的菌数(CFU)/加入孔中的总菌数×100%
由实验结果可知,卷曲乳杆菌LFLc-205粘附VK2/E6E7细胞4 h的能力为133.67CFU/cell,粘附率为73.72%,显著高于卷曲乳杆菌Ls-5(粘附能力为25.73 CFU/cell,粘附率为33.64%)和Ls-37(粘附能力为67.23 CFU/cell,粘附率为58.98%)。
以上结果说明卷曲乳杆菌LFLc-205对阴道上皮细胞VK2/E6E7具有很强的粘附能力。LFLc-205对阴道上皮细胞VK2/E6E7有强的粘附能力,这与LFLc-205的自絮凝能力相吻合。
3、卷曲乳杆菌LFLc-205抑制滴虫粘附人阴道上皮细胞VK2/E6E7能力分析
阴道毛滴虫是一种原生动物,常寄生于人体的生殖道组织中。滴虫具有很强的变形和吞噬能力,可以靠多形性伪足对人体细胞进行附着、穿钻、包绕或分割,蚕食体积比其大的细胞,侵害能力很强。滴虫的表面具有特殊的结构,如纤毛或鞭毛,这些结构可以帮助它们在宿主细胞表面形成物理吸附。通过这些结构的运动,滴虫能够在宿主细胞表面移动并附着。除物理吸附外,滴虫可以分泌一些黏性物质,帮助它们在宿主细胞表面形成化学吸附。基于滴虫的以上特性,选择滴虫作为考察卷曲乳杆菌竞争粘附能力的实验材料。
卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205菌液的制备:使用MRS液体培养基对-80℃,15%甘油冻存的卷曲乳杆菌进行初次活化,活化菌株再经2次传代培养后,复壮菌液以2%接种量加入9 mL MRS培养基,37℃,厌氧培养16 h。
VK2/E6E7单细胞层的制备:将已复苏的VK2/E6E7细胞(来自上海细胞库)接种至已按积比为胎牛血清: DMEM=1:9,添加了胎牛血清的DMEM培养基中,将细胞悬液转移至细胞培养板,使每孔含1 mL细胞密度为的1.5×105cell/mL的细胞悬液,5% CO2、37℃恒温培养,培养96 h至完全分化成单细胞层备用(培养24 h换液,继续培养48 h换液,再培养24 h)。
滴虫悬液的制备:已稳定培养3代的纯化阴道毛滴虫,用培养基洗涤2~3次,弃上清,用含10%体积比例新生牛血清的培养基混匀,确保活虫率大于95%,调整虫体密度为1×107个/mL。
粘附移位实验:将1 mL 1×107个/mL的滴虫与1 mL 1.5×105cell/mL的VK2/E6E7细胞在37℃、初始pH为6.0的培养体系中共同孵育1 h,然后加入1 mL 1×108CFU/mL的卷曲乳杆菌继续孵育1 h;孵育结束后小心移去培养上清,加入无菌PBS漂洗3次以除去未粘附的细菌。
每孔加入0.2 mL胰酶细胞消化液,消化5 min,将细胞从细胞培养板孔壁上脱离,收集溶液即为样品;对样品进行合适倍数稀释,用MRS培养基对卷曲乳杆菌进行计数,用Diamond TYM Medium培养基对滴虫进行计数,实验结果以不添加乳酸菌参与粘附2 h的VK2/E6E7细胞平均粘附滴虫数作为对照组,按下面公式计算病原菌粘附抑制率。粘附实验进行3次,每组至少3个重复,结果见表6。
粘附抑制率=(1﹣试验孔中细胞平均粘附滴虫数/对照孔中细胞平均粘附滴虫数)×100%。
表6 卷曲乳杆菌抑制滴虫粘附阴道上皮细胞VK2/E6E7能力比较
由表6结果可以看出,LFLc-205对滴虫粘附阴道上皮细胞VK2/E6E7的抑制率为84.10%,高于对照菌。体外实验的结果表明LFLc-205具有在阴道环境中抑制滴虫对阴道细胞的附着和定植的潜力。
实施例3
slp蛋白的粗提取和含量测定
相比于菌体表面的跨膜蛋白等结构,slp蛋白的结构稳定性较差,可以直接通过LiCl溶液处理去除,实现粗提取。
实验用卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37和卷曲乳杆菌LFLc-205菌液的制备:使用MRS液体培养基对-80℃,15%甘油冻存的卷曲乳杆菌进行初次活化,活化菌株再经2次传代培养后,将复壮菌液活菌数调节至108CFU/mL,以体积比1.5%的接种量加入MRS培养基,37℃,厌氧培养至对数生长期。
slp蛋白的粗提取:取200 mL菌液,4℃,5000 rpm,离心20 min沉淀菌体,用无菌PBS将菌体沉淀洗涤两次,按菌体沉淀:LiCl(m/v)=1:15(g/mL)的比例加入pH为2.0的5 MLiCl溶液。在4℃,200 rpm条件下振荡孵育1 h,5000 rpm离心取上清液,上清液于4℃、pH为7.4的0.01 mol/L PBS溶液中透析24 h,透析结束后离心收集沉淀,沉淀用PBS洗涤3次,用1.5 mL PBS溶液将沉淀吹打重悬,采用BSA试剂盒进行蛋白含量测定,换算每升菌液的slp蛋白质量所选透析袋截留分子量为8000-14000 kDa。测得三种菌株在培养不同时间后获得的slp蛋白质量见表7。
表7 1 L卷曲乳杆菌发酵24 h粗提取slp蛋白质量(mg)
检测时间 | Ls-5 | Ls-37 | LFLc-205 |
16 h | 8.65 | 17.25 | 28.13 |
20 h | 12.40 | 21.40 | 37.15 |
24 h | 18.40 | 23.25 | 45.40 |
由表7结果可以看出,在卷曲乳杆菌对数生长期16 h、20 h和24 h三个生长阶段,LFLc-205的粗提取slp蛋白含量均高于其他两株对照菌,在24 h时,表达量是Ls-37的1.95倍,是Ls-5的约2.5倍。
实施例4
卷曲乳杆菌的应用潜力测试
1、卷曲乳杆菌LFLc-205体外抗阴道毛滴虫试验
滴虫培养基为Diamond TYM Medium培养基,由实验室自行配置,其配方参考自孟立正(小鼠滴虫性阴道炎模型的建立),经121℃高压蒸汽灭菌15 min,冷却至室温后加入10%灭活马血清,使用前添加氨苄西林(终浓度为100 μg/mL)和硫酸卡那霉素(终浓度为10μg/mL)。
滴虫株纯化:将滴虫株样品(可购自ATCC,产品编号:ATCC50143)加入含氨苄西林和硫酸卡那霉素的Diamond TYM Medium培养基中,置于37℃静置培养,培养过夜。将含滴虫培养基稀释100倍后进行传代培养,培养3~4代,显微镜下可见滴虫形态单一,活力旺盛,无其他微生物和原生动物生长,则提示获得纯滴虫株。
试验虫的准备:取稳定培养3代后的阴道毛滴虫,1500 rpm离心5 min后弃上清,用培养基洗涤2~3次,弃上清,再加入含10%体积比例新生牛血清的培养基混匀,用血细胞计数板计数虫体密度,确保活虫率大于95%,调整虫体密度为1×105个/mL浓度,备用。
乳酸菌代谢物上清液:卷曲乳杆菌的复壮菌液以2%接种量加入100 mL MRS液体培养基,37℃,厌氧培养20 h。加入新鲜配置的MRS液体培养基,将培养后的菌悬液密度调整为1×108CFU/mL,5000 rpm,4℃离心10min,吸取上清即为乳酸菌代谢物上清液。
取无菌的24孔培养板4块,每孔加入上述配置好的滴虫悬液1 mL,再根据试验分组,分别加入相应体积的卷曲乳酸菌代谢物上清液、卷曲乳酸菌菌悬液、生理盐水,最后加入新鲜的滴虫培养基将总培养体系体积补充至5 mL。
10%乳酸菌代谢物组:选择其中6孔组成卷曲乳杆菌LFLc-205代谢物上清液试验组;6孔组成卷曲乳杆菌Ls-5代谢物上清液试验组;6孔组成卷曲乳杆菌Ls-37代谢物上清液试验组,加入乳酸菌代谢物上清液,调整其体积占比为培养体系的10%。
10%乳酸菌共培养组:选择其中6孔组成卷曲乳杆菌LFLc-205共培养试验组,6孔为卷曲乳杆菌Ls-5共培养试验组,6孔组成卷曲乳杆菌Ls-37共培养组,加入密度为1×108CFU/mL的卷曲乳杆菌,调整其体积占比为培养体系的10%。
10%生理盐水对照组:选择其中6孔组成10%生理盐水对照组。加入生理盐水,调整其体积占比为培养体系的10%。
50%乳酸菌代谢物组:选择其中6孔组成卷曲乳杆菌LFLc-205代谢物上清液试验组;6孔为卷曲乳杆菌Ls-5代谢物上清液试验组;6孔组成卷曲乳杆菌Ls-37代谢物上清液试验组,加入乳酸菌代谢物上清液,调整其体积占比为培养体系的50%。
50%乳酸菌共培养组:选择其中6孔组成卷曲乳杆菌LFLc-205共培养试验组;6孔为卷曲乳杆菌Ls-5共培养试验组;6孔为卷曲乳杆菌Ls-37共培养试验组,加入密度为1×108CFU/mL的卷曲乳杆菌,调整其体积占比为培养体系的50%。
50%生理盐水对照组:选择其中6孔组成50%生理盐水对照组。加入生理盐水,调整其体积占比为培养体系的50%。
补充剩余培养基,使培养体系总体积为5 mL,试管加盖密闭,在37℃培养箱进行培养。于加药2 h后,各自取10 μL混悬液充入血细胞计数板中,用高倍镜观察滴虫存活状况,同时记录死亡虫体数量,按各孔的平均数计算死亡率,结果见表8,其中,
滴虫死亡率(%)=各孔死亡的毛滴虫的平均数/各孔观察的毛滴虫的平均数×100%。
虫体死活的鉴定:以甲苯胺蓝染液作为指示剂,在显微镜下可观察到活虫不被着色,死虫被染成蓝色。
表8 各处理下滴虫死亡率(%)
由表8结果可以看出,LFLc-205代谢物上清液对滴虫的体外抑制效果好,尤其是对于卷曲乳杆菌LFLc-205,其10%代谢物上清液处理2 h可使滴虫死亡率达到31.78%,50%代谢物上清液更是达到90%以上,而且直接将卷曲乳杆菌LFLc-205和滴虫共培养对滴虫的死亡率影响也较大,表明卷曲乳杆菌LFLc-205对阴道毛滴虫有较好的抑制效果。
2、卷曲乳杆菌LFLc-205应用于滴虫阴道炎的动物学实验
(一)构建小鼠滴虫性阴道炎模型的方法
具体操作如下:
1.首先,选取40只雌性、6-8周龄、体重20-25 g的BALB/C雌性小鼠作为实验对象。
2.使用从滴虫性阴道炎患者分泌物中分离培养的滴虫作为感染源。
3.小鼠预处理:每只小鼠背部皮下注射苯甲酸雌二醇0.25 mL,隔天注射一次,连续3次。
4.滴虫接种:最后一次注射次日,将分离纯化的滴虫株以无菌PBS洗涤两次,调整虫体混悬液密度为1×107个/mL以备接种。小鼠造模当天每只小鼠接种20 μL含滴虫混悬液,滴虫密度为1×107个/mL,注入小鼠阴道深部。接种第5 d进行阴道分泌物镜检,用50 μL无菌生理盐水反复冲洗阴道,滴入血球计数板凹槽内,若镜检有大量活动阴道毛滴虫,即确定造模成功。
(二)小鼠滴虫性阴道炎乳杆菌干预实验
实验小鼠分为健康对照组、模型对照组、甲硝唑治疗组(甲硝唑组)、卷曲乳杆菌Ls-5、Ls-37组和卷曲乳杆菌LFLc-205(LFLc-205组),每组8只。其中健康对照组是与滴虫性阴道炎造模同批的接种20 μL无菌生理盐水的BALB/C雌性小鼠。模型对照组与各治疗组为滴虫性阴道炎造模成功小鼠。
乳杆菌干预:采用灌胃法令小鼠经口摄入卷曲乳杆菌菌悬液,每次灌胃200 μL,每200 μL菌悬液菌液数为2×109CFU。
(1)健康对照组与模型对照组:每天灌胃1次,连续12天,每次灌胃200 μL无菌生理盐水;
(2)甲硝唑治疗组:每天灌胃1次,连续12天,小鼠用药量为8.1 mg/200 g;
(2)卷曲乳杆菌Ls-5组:每天灌胃1次,连续12天,每次灌胃200 μL 卷曲乳杆菌Ls-5菌悬液;
(3)卷曲乳杆菌Ls-37组:每天灌胃1次,连续12天,每次灌胃200 μL 卷曲乳杆菌Ls-37菌悬液;
(4)卷曲乳杆菌LFLc-205组:每天灌胃1次,连续12天,每次灌胃200 μL卷曲乳杆菌LFLc-205菌悬液。
干预实验后各组小鼠阴道健康评价标准按表9进行评分。
表9 阴道病理情况评分表
治愈程度按公式治愈程度=100%-[(干预组病理得分-健康对照组病理得分)/(模型组对照组病理得分-健康对照组病理得分)×100%]进行,结果见表10。
表10各干预组治愈程度
组别 | 治愈程度 |
甲硝唑治疗组 | 75.00% |
卷曲乳杆菌Ls-5组 | 33.93% |
卷曲乳杆菌Ls-37组 | 41.07% |
卷曲乳杆菌LFLc-205组 | 78.57% |
由表10结果可知,灌胃卷曲乳杆菌LFLc-205组治愈程度与甲硝唑治疗组接近,说明卷曲乳杆菌LFLc-205组治疗效果优秀,与所用浓度的甲硝唑药物效果相当。
(三)细胞炎症因子TNF-α、IL-6的测定
处死各组小鼠,对小鼠进行心脏穿刺采血,采约3mL,用对应组别的采血管收集血样,在室温下静置1 h后,使血液凝固,析出血清,用移液枪移取上层血清,将血清吸至新的离心管中,将含有血清的离心管置于4℃、3000 rmp的高速离心机中,离心15 min,立即放入-80℃的冰箱中冷冻,备用。严格按照ELISA试剂盒的操作说明书进行操作,检测各组小鼠血清中细胞炎症因子TNF-α、IL-6的平均水平,结果见表11。
表11
组别 | IL-6水平(pg/mL) | TNF-α水平(pg/mL) |
健康对照组 | 28.12±1.81ab | 91.27±2.00a |
模型对照组 | 47.58±2.60d | 132.22±3.31d |
甲硝唑组 | 26.42±2.81a | 90.77±2.54a |
卷曲乳杆菌Ls-5组 | 39.33±3.35c | 118.21±2.63c |
卷曲乳杆菌Ls-37组 | 31.74±2.83b | 106.20±1.92b |
卷曲乳杆菌LFLc-205组 | 24.20±2.15a | 90.13±2.45a |
同一列数据上标相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P<0.05)。
结果表明,通过卷曲乳杆菌LFLc-205组的治疗小鼠血清中细胞炎症因子TNF-α、IL-6的含量显著降低,说明卷曲乳杆菌LFLc-205具有较好的炎症控制效果。
试验结束后,在处死小鼠进行心脏采血前收集粪便,取每只小鼠粪便0.5 g于2 mL离心管中,加入0.5 mL蒸馏水,混合均匀并震荡5 min,室温条件下静置20 min,4℃、12000rpm离心15 min,吸出上清液至2 mL离心管内;粪便沉淀再次加入0.5 mL蒸馏水,重复以上操作;合并2次的上清液并混匀,经0.22 μm滤过膜过滤后备用。
使用ELISA试剂盒(可购自abacm)检测各组小鼠粪便中IgA的含量,结果见表12。
表12
组别 | 粪便IgA水平(ng/mL) |
健康对照组 | 127.19±5.58a |
模型对照组 | 78.69±10.87d |
甲硝唑组 | 124.63±9.77ab |
卷曲乳杆菌Ls-5组 | 93.88±10.20c |
卷曲乳杆菌Ls-37组 | 111.75±7.82b |
卷曲乳杆菌LFLc-205组 | 136.50±14.78a |
同一列数据上标相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P<0.05)。
结果表明,通过检测,卷曲乳杆菌LFLc-205组治疗的小鼠粪便中IgA的含量显著提高,恢复了滴虫阴道炎造模小鼠粪便IgA的表达水平。滴虫阴道炎造模会引起小鼠粪便IgA的含量下降,这可能是小鼠局部严重的炎症反应也影响了其他局部组织的免疫能力。粪便IgA的含量可以表征小鼠消化道局部免疫能力,IgA表达量的适当提高和恢复,对肠道粘膜的免疫防御具有积极意义。由此也说明了卷曲乳杆菌LFLc-205可提高滴虫阴道炎小鼠的消化道局部免疫能力。
Claims (7)
1.一种卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus) LFLc-205,其特征在于,其保藏号为:CGMCC No. 25113。
2.如权利要求1所述的卷曲乳杆菌,其特征在于,所述卷曲乳杆菌来源于健康女性的阴道微生态环境。
3.权利要求1所述的卷曲乳杆菌在制备抑制阴道毛滴虫制品中的应用。
4.权利要求1所述的卷曲乳杆菌在制备治疗阴道毛滴虫感染制品中的应用。
5.权利要求1所述的卷曲乳杆菌在制备治疗阴道毛滴虫病药物中的应用。
6.权利要求1所述的卷曲乳杆菌在制备治疗滴虫阴道炎药品中的应用。
7.一种治疗滴虫感染的药品,包含权利要求1所述的卷曲乳杆菌。
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CN118308277A (zh) | 2024-07-09 |
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