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新(xin)思路|从(cong)益生肠道菌(jun)(jun)角度分析中药药理:挖掘具有降胆固醇潜(qian)能(neng)的陈皮源益生菌(jun)(jun)《Microorganisms》

【字体: 时间:2021年10月18日 来源:生物通

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  华南理工(gong)大学食(shi)品科学与工(gong)程学院(yuan)陈谷教授团队通过(guo)筛查历(li)史悠久的药食(shi)两用调味品“广陈皮(pi)”上(shang)的细菌(jun)群落多样性,首次从肠道益生菌(jun)的角度上(shang)研究,分离筛选出陈皮(pi)上(shang)的八株具(ju)有降胆固醇(chun)潜(qian)力的潜(qian)在益生菌(jun)。

  

中(zhong)药(yao)食疗(liao)一直颇具争(zheng)议性,比如说陈皮就是一种(zhong)神奇的存在——30年陈的新会陈皮价格可以高达(da)上(shang)千(qian)元。中(zhong)药(yao)食疗(liao)作用机制一直成(cheng)谜(mi),这到底是智商税、还(hai)是因为认知和技术局限而没找(zhao)到正确的打开方式?

近日,华南理工大学食品(pin)科学与(yu)工程学院陈(chen)(chen)谷教授团队在(zai)《Microorganisms》发表了题为“Probiotic Potential and Cholesterol-Lowering Capabilities of Bacterial Strains Isolated from Pericarpium Citri Reticulatae ‘Chachiensis’”的(de)(de)文章,通过筛(shai)查(cha)历(li)史(shi)悠久的(de)(de)药食两用调味(wei)品(pin)“广陈(chen)(chen)皮”上的(de)(de)细菌群(qun)落多样性(xing),首(shou)次从肠(chang)道益(yi)(yi)生(sheng)菌的(de)(de)角度上研究,分离筛(shai)选出陈(chen)(chen)皮上的(de)(de)八株具有降胆固醇(chun)潜力的(de)(de)潜在(zai)益(yi)(yi)生(sheng)菌。过高的(de)(de)胆固醇(chun)对心血管(guan)的(de)(de)害处已经广为人知(zhi),这项研究为解释中(zhong)药食疗的(de)(de)作用机制(zhi)提供新思路——通过服用提供益(yi)(yi)生(sheng)菌或者影响(xiang)肠(chang)道菌群(qun),影响(xiang)人体的(de)(de)吸收和代谢,从而提供健康益(yi)(yi)处。这或者也可能(neng)解释陈(chen)(chen)皮药性(xing)“同(tong)(tong)补药则补,同(tong)(tong)泻(xie)药则泻(xie),同(tong)(tong)升(sheng)药则升(sheng),同(tong)(tong)降药则降”。

 

广(guang)陈(chen)皮(pi),Pericarpium Citri Reticulatae‘Chachiensis’,来源(yuan)于(yu)(yu)广(guang)东省(sheng)新会地区(qu)茶枝柑的干(gan)燥成(cheng)熟果皮(pi)。可用于(yu)(yu)烹(peng)饪、零(ling)食(shi)和(he)泡饮,同时被认为具有健脾、消胀止呕、祛湿化痰等功效。

该研究从广陈皮(pi)中(zhong)分离出(chu)(chu)64株(zhu)(zhu)(zhu)细菌(jun),53株(zhu)(zhu)(zhu)为(wei)杆(gan)菌(jun)科菌(jun)株(zhu)(zhu)(zhu),其(qi)中(zhong)49株(zhu)(zhu)(zhu)属(shu)于芽(ya)孢(bao)杆(gan)菌(jun)属(shu),其(qi)余(yu)分属(shu)于其(qi)他(ta)种(zhong)属(shu)。排除具有溶血性(xing)(xing)的(de)(de)分离株(zhu)(zhu)(zhu)后(hou),对(dui)剩余(yu)22株(zhu)(zhu)(zhu)菌(jun)株(zhu)(zhu)(zhu)(包括12株(zhu)(zhu)(zhu)芽(ya)孢(bao)杆(gan)菌(jun))进行胃肠(chang)(chang)道(dao)存活率和产(chan)(chan)生物胺特性(xing)(xing)的(de)(de)测(ce)定。在胃肠(chang)(chang)道(dao)环(huan)境中(zhong)存活是口服益生菌(jun)制剂在肠(chang)(chang)道(dao)定植的(de)(de)先决条件。在人(ren)(ren)工胃液和人(ren)(ren)工肠(chang)(chang)液的(de)(de)耐受性(xing)(xing)实验中(zhong),共有18株(zhu)(zhu)(zhu)通(tong)过(guo)人(ren)(ren)工胃液和肠(chang)(chang)液存活测(ce)试。微生物对(dui)氨(an)基(ji)酸的(de)(de)脱羧(suo)作用,可(ke)能(neng)(neng)会产(chan)(chan)生高(gao)水(shui)平生物胺而(er)产(chan)(chan)生对(dui)血管和精神有副作用,或(huo)可(ke)能(neng)(neng)作为(wei)致(zhi)癌物亚(ya)硝胺的(de)(de)前(qian)体。因此,是否(fou)产(chan)(chan)生物胺是一(yi)项非常重要的(de)(de)益生菌(jun)安全(quan)性(xing)(xing)评价指标。最(zui)终,筛(shai)选出(chu)(chu)8 株(zhu)(zhu)(zhu)不(bu)产(chan)(chan)生物胺的(de)(de)菌(jun)株(zhu)(zhu)(zhu),其(qi)中(zhong)3株(zhu)(zhu)(zhu)为(wei)乳杆(gan)菌(jun)属(shu),5株(zhu)(zhu)(zhu)为(wei)芽(ya)孢(bao)杆(gan)菌(jun)目菌(jun)株(zhu)(zhu)(zhu)。,基(ji)于自(zi)聚(ju)集性(xing)(xing)和疏(shu)水(shui)性(xing)(xing),这8株(zhu)(zhu)(zhu)菌(jun)株(zhu)(zhu)(zhu)都(dou)具有较好的(de)(de)粘附(fu)能(neng)(neng)力(li),其(qi)中(zhong)N15-22和N17-02的(de)(de)自(zi)聚(ju)性(xing)(xing)最(zui)高(gao)。当益生菌(jun)在肠(chang)(chang)道(dao)上皮(pi)聚(ju)集和积累到一(yi)定数(shu)量形成免疫屏障时,可(ke)以(yi)保护肠(chang)(chang)道(dao)免受病原菌(jun)的(de)(de)侵(qin)袭,维(wei)持肠(chang)(chang)道(dao)菌(jun)群的(de)(de)平衡和稳定,并(bing)发挥益生菌(jun)的(de)(de)其(qi)他(ta)功能(neng)(neng)。


为了探究菌株的降胆固醇潜力,研究人员首先关注胆盐水解酶(BSH)即胆酰甘氨酸水解酶(EC3.5.1.24),这类酶有助于胆汁酸(BA)解毒,从而降低宿主胆固醇。在这八株分离株中寻找bsh基因,根据相似菌株中的bsh基因作为参考,通过touchdown PCR成功地从5个分离株(N17-02、N17-12、Y11-38、X16-66和N15-22)中检测到6个bsh基因,。特别是,在乳杆菌L.senioris N15-22中发现了两段不同的bsh基因。这些检测到的bsh基因与已报道的bsh基因之间高度相似,推测它们应该具备相似的功能,这些基因是否合成功能性胆盐水解酶仍需要进一步探究。进而,8株菌株都表现出胆固醇同化、吸收和吸附能力,具有明显的胆固醇去除潜力。24小时内胆固醇去除率在11.85%到93.94%之间。其中地衣芽孢杆菌N17-02的胆固醇清除率最高,6个小时内去除90%的胆固醇,其次是千叶类芽胞杆菌Y13-51,18小时时去除胆固醇超过90%。与三种乳酸杆菌菌株相比,五种芽孢杆菌菌株的去除率相对较高,从27.18%到93.94%不等,高于先前从发酵蔬菜中分离的芽孢杆菌菌株的12.82–70.89%的去除率。探究8株菌株的碳水化合物利用能力谱,发现它们都能利用至少五种碳源,特别是巨大芽孢杆菌N17-12在D-葡萄糖、D-木糖、乳糖、蔗糖、纤维二糖、水苏糖、D-棉子糖、山梨醇和甘露醇等九种碳水化合物培养基中都表现出显著的生长。广泛的碳水化合物利用能力说明这些菌株在微生物群潜在的生长优势。此外,研究人员测试了这八株细菌对致病菌(包括金黄色葡萄球菌、副伤寒沙门氏菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌)的抗菌活性。有趣的是,巨大芽孢杆菌N17-12对副伤寒沙门菌和大肠杆菌既表现出较强的抑菌活性也表现出最高的共聚集性,从而共同支撑其作为益生菌的巨大潜力。

这项(xiang)研究(jiu)首次报道了广(guang)陈(chen)皮(pi)源的益(yi)(yi)生(sheng)(sheng)菌(jun)(jun)筛(shai)(shai)选(xuan)和(he)鉴定,作为一(yi)个潜在(zai)的益(yi)(yi)生(sheng)(sheng)菌(jun)(jun)库,研究(jiu)人员筛(shai)(shai)选(xuan)出了8株(zhu)(zhu)表(biao)(biao)现出良好胃(wei)肠存(cun)活率、无溶血性和(he)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)胺形成,且显(xian)示(shi)出一(yi)定的胆(dan)(dan)固醇去除率的潜力(li)益(yi)(yi)生(sheng)(sheng)菌(jun)(jun)。地衣芽(ya)孢杆菌(jun)(jun)N17-02在(zai)胆(dan)(dan)固醇去除能(neng)(neng)力(li)方面表(biao)(biao)现最(zui)(zui)优,且具有(you)(you)大多数理想益(yi)(yi)生(sheng)(sheng)菌(jun)(jun)的特(te)性,因此(ci)它可(ke)能(neng)(neng)是开发降(jiang)胆(dan)(dan)固醇功能(neng)(neng)益(yi)(yi)生(sheng)(sheng)菌(jun)(jun)的候(hou)选(xuan)菌(jun)(jun)株(zhu)(zhu)。而巨大芽(ya)孢杆菌(jun)(jun)N17-12表(biao)(biao)现出最(zui)(zui)广(guang)泛的碳水化合物(wu)(wu)利用(yong)能(neng)(neng)力(li)和(he)最(zui)(zui)强的抗菌(jun)(jun)活性,因此(ci),它有(you)(you)望在(zai)发酵(jiao)食品或饲料中用(yong)作发酵(jiao)剂。作者表(biao)(biao)示(shi),仍需进一(yi)步体外和(he)体内(nei)研究(jiu),以便确定这些菌(jun)(jun)株(zhu)(zhu)是否可(ke)用(yong)于(yu)人类保健品或动物(wu)(wu)饲料。后(hou)继研究(jiu)还将(jiang)分(fen)析(xi)广(guang)陈(chen)皮(pi)区(qu)别(bie)于(yu)其他地区(qu)陈(chen)皮(pi)的特(te)征性物(wu)(wu)质MMA(邻(lin)甲氨(an)基苯甲酸甲酯(zhi),methyl N-methylanthranilate)抑(yi)制(zhi)绿脓杆菌(jun)(jun)的作用(yong)。

原文链接:http://www.mdpi.com/2076-2607/9/6/1224/htm

附 简介:
第一作者,何倩娴

通讯作者:陈谷

陈谷,教授(shou),硕士(shi)/博(bo)士(shi)生导(dao)师(shi),1998年(nian)、2004年(nian)在中山大(da)学(xue)(xue)(xue)(xue)、香港科(ke)技大(da)学(xue)(xue)(xue)(xue)分别获得硕士(shi)和博(bo)士(shi)学(xue)(xue)(xue)(xue)位。美(mei)国(guo)(guo)康奈(nai)尔大(da)学(xue)(xue)(xue)(xue)高(gao)级访问学(xue)(xue)(xue)(xue)者。现任华南理工(gong)大(da)学(xue)(xue)(xue)(xue)食(shi)(shi)品科(ke)学(xue)(xue)(xue)(xue)与工(gong)程(cheng)学(xue)(xue)(xue)(xue)院副系(xi)主任,专(zhuan)业负责(ze)人。国(guo)(guo)际期(qi)刊Journal of Agricultural and Food Chemistry, Trends in Food Science and Technology, Food Research International, International Journal of Food Microbiology审稿专(zhuan)家(jia)。从事食(shi)(shi)品分子生物与微(wei)生物学(xue)(xue)(xue)(xue)领域的科(ke)研工(gong)作,主要研究方向包括:1)多组(zu)学(xue)(xue)(xue)(xue)解(jie)析(xi)发(fa)酵食(shi)(shi)品风味物质形成机制(zhi);2)微(wei)藻功能基因组(zu)及其在食(shi)(shi)品、日(ri)化、环境(jing)治理中的应用;3)功能食(shi)(shi)品与营(ying)养(yang)因子。主持国(guo)(guo)家(jia)自然科(ke)学(xue)(xue)(xue)(xue)基金3项(xiang),省部级项(xiang)目多项(xiang)。已在国(guo)(guo)内(nei)外学(xue)(xue)(xue)(xue)术(shu)刊物和会议上发(fa)表(biao)近百篇(pian)学(xue)(xue)(xue)(xue)术(shu)论文,50余篇(pian)被(bei)SCI、EI索引收(shou)录。申请国(guo)(guo)家(jia)发(fa)明专(zhuan)利13件(jian),授(shou)权9件(jian)。

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