王剛,賀禹豐,陳曉華,趙建新,張灝,陳衛
1(江南大學 食品學院,江蘇 無錫,214122) 2(衡陽師范學院 生命科學與環境學院,湖南 衡陽,421008)
乳酸菌生物學特性與其拮抗空腸彎曲桿菌在小鼠腸道定植能力的分析
王剛1*,賀禹豐1,陳曉華2,趙建新1,張灝1,陳衛1
1(江南大學 食品學院,江蘇 無錫,214122) 2(衡陽師范學院 生命科學與環境學院,湖南 衡陽,421008)
采用3周齡C57BL/6小鼠建立了空腸彎曲桿菌感染模型,評價了8株在體外具有抑制空腸彎曲桿菌生長能力的乳酸菌在體內拮抗空腸彎曲桿菌定植的能力,同時對該8株菌生長速率、產酸能力、生物膜形成能力、黏附能力等生物學特性進行了測定,通過主成分分析對8株乳酸菌生物學特性的評價以及皮爾森相關性系數對乳酸菌生物學特性及其在體內拮抗空腸彎曲桿菌定植能力相關性的分析,發現8株乳酸菌種間生物學特性差異明顯大于種內生物學特性差異,且乳酸菌在小鼠體內拮抗空腸彎曲桿菌定植的能力與其細胞黏附能力呈正相關。具有最高黏附指數的植物乳桿菌N8、N9可有效清除模型小鼠腸道內的空腸彎曲桿菌,對保護人體免受空腸彎曲桿菌感染具有潛在的應用價值,同時也為具有拮抗致病菌能力的益生菌的篩選提供了理論依據。
乳酸菌;空腸彎曲桿菌;拮抗;黏附;小鼠感染模型
空腸彎曲桿菌(Campylobacterjejuni,C.jejuni)是一種革蘭氏陰性病原菌。20世紀90年代以來,C.jejuni感染率上升明顯,在歐美發達國家,該菌是造成腹瀉的主要病原體之一[1]。人體感染C.jejuni可造成腹痛、水樣腹瀉以及便血,嚴重時甚至可能引起格林-巴利綜合征(Guillain-Barré syndrome,GBS),導致急性神經麻痹[2]。目前,抗生素是治療C.jejuni感染的常用療法,然而C.jejuni抗藥性的與日俱增促使人們尋找可替代抗生素治療的新方法[3]。
部分乳酸菌是健康人類腸道中的固有菌群,其對于維持人體腸道健康發揮著十分重要的作用。研究表明,乳酸菌對多種病原菌具有良好的抑制作用,如沙門氏菌[4]、大腸桿菌O157:H7[5]、單增李斯特菌[6]等。同時有研究發現,乳酸菌對于防治C.jejuni感染同樣具有良好的效果。CEAN[7]等篩選得到了4株可以阻止C.jejuni入侵雞原代細胞的乳酸菌,將4株菌混合后喂食給幼年和成年肉雞,均可顯著降低其腸道內C.jejuni定植量。SANTINI[8]等的研究表明,BifidobacteriumlongumPCB 133可以在體外有效抑制C.jejuni生長,同時具有良好的加工性能以及消化道耐受能力。動物實驗表明該菌可在雞體內有效定植6天以上,并能夠顯著降低C.jejuni定植量。
本研究通過建立C.jejuni在小鼠體內定植模型并利用該模型評價乳酸菌對C.jejuni在體內定植的拮抗能力,同時將拮抗能力與乳酸菌的部分生物學特性進行相關性分析,探索乳酸菌拮抗C.jejuni感染定植的可能機制。
1.1實驗菌株和細胞株
本研究選用實驗室保藏的已知對C.jejuni具有體外抑制作用的8株乳酸菌。8株乳酸菌以及C.jejuniNCTC11168均保藏于實驗室菌種庫并經過16s rDNA測序確定種屬。人結腸癌細胞株HT-29,購自中國科學院典型培養物保藏委員會細胞庫。8株乳酸菌的編號、種屬見表1。

表1 實驗用乳酸菌菌株信息
1.2試劑與儀器
腦心浸液肉湯(BHI),哥倫比亞血瓊脂培養基,MRS培養基均購自青島海博生物技術有限公司;無菌綿羊血,購自杭州新銳生物工程有限公司;Skirrow空彎選擇性混合抗生素,購自英國OXOID公司;RPMI-1640培養基,購自美國Gibco公司。
BD150L三氣培養箱,德國Bingd公司;PYX-DHS隔水式恒溫培養箱,上海一恒科技有限公司;MLS-3750高壓蒸汽滅菌鍋,日本SANYO公司;生物安全柜,美國Labconco公司;氣相色譜質譜聯用儀 GC-MS-QP2010 Ulra System,日本島津公司。
1.3菌株的培養
乳酸菌菌株以30%甘油凍存于-80 ℃超低溫冰箱中,使用時先于4 ℃下化凍并以體積分數2%接種量接種于MRS培養基中,37 ℃培養20 h,以此條件活化2代備用。
C.jejuni菌株以30%甘油凍存于-80 ℃超低溫冰箱中,使用時先于4 ℃下化凍并在哥倫比亞血平板上劃線接種,于37 ℃三氣培養箱(5% O2, 10% CO2,85% N2)培養48 h后備用。
1.4空腸彎曲桿菌生長曲線的測定
挑取哥倫比亞血平板上的C.jejuni單菌落并接種于BHI培養基中,于37 ℃三氣培養箱培養48 h后,以體積分數2%的接種量接種于新鮮BHI培養基中,于37 ℃三氣培養箱培養,間隔不同時間點取樣進行涂布計數。
1.5牛津杯法測定乳酸菌發酵上清液抑菌效果
實驗方法參考張婷婷[9]等的方法并加以改良:將37 ℃培養20 h后的乳酸菌懸液經0.22 μm無菌濾膜過濾后得到乳酸菌發酵上清液。取部分上清液,用NaOH將其pH值調整為6.5。取100 μL 1×106CFU/mL的C.jejuni菌懸液,均勻涂布于哥倫比亞血平板上,將無菌牛津杯插入平板瓊脂層并避免插至平板底部。取200 μL乳酸菌發酵上清液沿壁加入牛津杯中,蓋上平板蓋并將平板正置于三氣培養箱培養48 h,觀察并測量牛津杯外圍抑菌圈直徑。每個樣本做3個平行實驗,以MRS培養基(pH=6.5)作為陰性對照,0.28 mg/mL的諾氟沙星溶液作為陽性對照。
1.6乳酸菌生物學特性的評價
1.6.1 生長速率
取活化后的乳酸菌,調整至相同活菌數,以體積分數2%接種量接種于MRS培養基中,37 ℃下靜置培養20 h后進行涂布計數。將此時的乳酸菌活菌數用于評估其生長速率。
1.6.2 產酸能力
取活化后的乳酸菌,調整至相同活菌數,以體積分數2%接種量接種于MRS培養基中,37 ℃下靜置培養20 h后用0.22 μm無菌濾膜過濾,得到無菌發酵上清液并用pH計測量,每株菌做3個平行實驗。
1.6.3 生物膜形成能力
取活化后的乳酸菌,調整至相同活菌數,以體積分數1∶100的比例稀釋于MRS培養基中,混勻。移取200 μL菌懸液至96孔板中,37 ℃培養48 h。吸走孔中懸浮菌液,用200 μL PBS緩沖液輕柔地沖洗2次,恒溫干燥箱中烘干剩余水分。用200 μL 0.1%結晶紫染色20 min,繼續以200 μL PBS緩沖液輕柔地沖洗3次,烘干。每孔加入200 μL 95%乙醇,震蕩3 min后,移取150 μL孔中液體至新的96孔板中,在595 nm處測量吸收值。
1.6.4 黏附HT-29細胞能力
實驗方法參考王剛[10]的方法等并稍作修改:以RPMI-1640完全培養基復蘇凍存于液氮的HT-29細胞,在37 ℃、5% CO2環境下靜置培養,每2天換液1次。待細胞生長至70%密度,用胰酶消化并進行傳代,直至細胞生長到足夠數量。將貼壁生長的HT-29細胞經胰酶消化后以RPMI-1640完全培養基將細胞密度調整至1×105個/mL。向24孔板中加入1 mL HT-29細胞懸液,待細胞生長至貼壁狀態后吸去培養液,并用PBS緩沖液沖洗2次,加入1 mL乳酸菌懸液(以RPMI-1640培養基重懸,1×108CFU/mL),并補加RPMI-1640培養基(不含血清及抗生素)至2 mL,37 ℃、5% CO2條件下孵育2 h。孵育結束后用PBS緩沖液清洗3次,以除去未黏附的細菌,用倒置顯微鏡對細胞表面黏附的細菌進行計數,通過計算得出乳酸菌的黏附指數(每個細胞表面平均黏附的細菌個數)。
1.7動物實驗
1.7.1 動物飼養及分組
動物實驗選用3周齡SPF級雌性C57BL/6小鼠,同室分籠喂養,每籠6只。飼養環境溫度(20±2) ℃,濕度(60±5)%,12 h光照12 h黑暗,每3~4 d更換墊料。每日灌胃體積為200 μL/只,C.jejuni灌胃菌數為2×109CFU/mL,不同乳酸菌灌胃菌數統一調整為5×109CFU/mL。飼養過程中每周稱量小鼠體重。實驗分組及處理方案詳見表2。

表2 動物實驗分組及處理方案
1.7.2 小鼠糞便中C.jejuni的計數
收集動物實驗小鼠飼養第28天的糞便,置于4 ℃冰盒中。將0.1 g糞便重懸于PBS緩沖液中,充分混勻后進行梯度稀釋并涂布于哥倫比亞血平板,三氣條件下培養48 h后對C.jejuni菌落數進行計數。哥倫比亞血平板配制時以體積分數1∶250的比例加入Skirrow混合抗生素,用于抑制雜菌生長。
1.7.3 小鼠糞便中短鏈脂肪酸的測定
實驗方法參考毛丙永[11]等并略作改動:準確稱取50 mg糞便置于EP管中,加入500 mL飽和NaCl溶液,浸泡30 min,破碎至無明顯顆粒狀。加入20 μL硫酸酸化,漩渦振蕩30 s,準確加入800 μL乙醚用于萃取短鏈脂肪酸,漩渦振蕩30 s后14 000 r/min離心15 min。吸取全部上清,向上清中加入0.25 g無水硫酸鈉,14 000 r/min離心15 min,將液相移入進樣瓶中上機分析。
GC-MS采用Rtx-Wax柱,柱長30 m,內徑0.25 μm;載氣為He,流速2 mL/min;進樣體積1 μL,分流比10∶1;進樣溫度設定為240 ℃,按如下程序進行升溫:初始溫度為100 ℃,按7.5 ℃/min升溫至140 ℃,之后按照60 ℃/min升溫至200 ℃,保持3 min,離子化溫度為220 ℃;分析采用全掃描模式,用外標法計算乙酸、丙酸、丁酸的濃度(μmol/g)。
1.8數據處理及分析
本研究數據結果以“平均值+標準差”表示,數據使用EXCEL 2010及SPSS 20.0進行處理,利用單因素方差分析(ANOVA)兩兩比較中的Tukey s-b法進行顯著性分析,p<0.05則認為存在顯著性差異,利用皮爾森相關系數法 (Pearson correlation coefficient)進行相關性分析,利用主成分分析法(Principal component analysis ,PCA)進行多組數據主成分分析。
2.1空腸彎曲桿菌的生長曲線
了解C.jejuni的生長曲線有助于獲得更高數量級、更強活力的菌體,從而用于后續的感染研究。由圖1可知,C.jejuniNCTC11168可以在BHI培養基中迅速生長,接種后0~18 h為對數生長期,18 h后進入穩定期,42 h后進入衰亡期,菌體量最高可達到2×109CFU/mL。因此選用接種24 h后處于穩定期的C.jejuni用于后續感染實驗,以確保足夠的菌體量以及菌體活力。

圖1 C.jejuni在BHI培養基中的生長曲線Fig.1 Growth curve of C.jejuni in BHI broth
2.2乳酸菌在體外可抑制C.jejuni的生長
本研究利用牛津杯法測定了8株乳酸菌發酵上清液(未經pH調整)體外抑制C.jejuni生長的能力,結果見圖2。可以看出,8株乳酸菌的發酵上清液均對C.jejuni生長均具有明顯的抑制作用,菌株N29抑菌圈直徑超過13 mm,而其他菌株均超過15 mm。諾氟沙星陽性對照組平板上幾乎未見C.jejuni生長,故未測量抑菌圈直徑。8株乳酸菌的抑菌圈直徑與空白對照組MRS相比,均存在顯著性差異(p<0.05)。而將8株乳酸菌發酵上清液pH值調為6.5后,抑菌圈直徑與空白對照組無明顯差異,證明乳酸菌在體外抑制C.jejuni的生長的主要物質是代謝產物中的有機酸或pH依賴的抑菌成分。

圖2 乳酸菌發酵上清液對C.jejuni生長的抑制作用Fig.2 C.jejuni growth was inhibited by cell-free supernatants of Lactobacillus strains
2.3乳酸菌在小鼠體內對C.jejuni感染的拮抗作用
2.3.1 乳酸菌降低C.jejuni在小鼠體內的定植數

圖3 小鼠糞便中C.jejuni活菌數Fig.3 Viable cells of C.jejuniin mice feces
通過對小鼠糞便中C.jejuni活菌進行平板涂布計數,反映C.jejuni在小鼠體內的定植情況。由圖3可知,C.jejuni感染組28天糞便中仍能檢測到超過1.9×105CFU/g 的C.jejuni活菌,說明C.jejuni在3周齡小鼠腸道內能夠有效定植。而L.plantarumN8、N9處理組的小鼠糞便中未能檢出C.jejuni活菌,L.plantarumN34、B、Rui處理組小鼠糞便中C.jejuni活菌相比C.jejuni感染組降低了近1個數量級,L.rhamnosusZX6、ZX7、L.fermentiumN29處理組C.jejuni活菌數相比C.jejuni感染組無顯著差異(p>0.05)。以上結果表明L.plantarumN8、N9在模型小鼠體內能有效降低C.jejuni的定植率。
2.3.2 小鼠體重變化
從飼養第1天起每周測量各組小鼠體重以觀察體重變化。由表3可以看出,用于實驗的3周齡小鼠初始體重不足10 g,隨實驗進程體重逐步增加。C.jejuni感染以及不同乳酸菌處理并未對小鼠體重變化產生顯著性影響(p>0.05)。

表3 小鼠體重變化
注:各組之間數據均無顯著性差異(p>0.05)。
2.4乳酸菌生物學特性與其體內拮抗C.jejuni定植的相關性
不同乳酸菌菌株具有各自的生理學特性,其益生功效與菌株自身生物學特性密切相關。部分研究表明[12-14],乳酸菌的生長速率、對細胞的黏附能力以及生物膜形成能力可能對乳酸菌在體內的定植起到了重要的影響。而乳酸菌的產酸能力則決定了其在腸道內拮抗病原菌的能力[15]。因此本研究進一步探究了以上具有體外拮抗C.jejuni生長能力的乳酸菌在生長速率、產酸能力、生物膜形成能力、黏附能力等方面的差異,并通過主成分分析及相關性分析確定不同乳酸菌在各生物學特性方面的表現以及與其體內拮抗C.jejuni定植的相關性。
2.4.1 乳酸菌的生長速率
按照1.6.1所述方法對8株乳酸菌生長速率進行測定。從圖4可以看出,在37 ℃條件下培養24 h后,除N29外其余7株菌的活菌數均可超過1×109CFU/mL,其中Rui、ZX7生長速率最快,可超過3×109CFU/mL,N29生長速率最慢,僅為7×108CFU/mL。不同菌株生長速率的種間、種內差異均比較明顯(p<0.05)。

圖4 乳酸菌在MRS培養基中的生長速率Fig.4 Growth rate of Lactobacillus strains in MRS broth
2.4.2 乳酸菌產酸能力
對8株乳酸菌在MRS培養基中培養20 h的發酵上清液pH值進行了測定,結果見表4。N8、N9、N34、B、Rui、ZX6、ZX7均具有較強的產酸能力,發酵上清液pH在3.80~3.90之間,菌株之間差異不明顯(p>0.05)。而N29產酸能力較弱,發酵上清液pH僅為4.38。

表4 乳酸菌發酵上清液pH值
2.4.3 乳酸菌生物膜形成能力
按照1.6.3所述方法測定了8株乳酸菌自身形成生物膜的能力,OD595數值代表了生物膜形成量。由圖5可知,不同菌株生物膜形成能力差異明顯,其中N9、N34、Rui、N29自身成膜能力較強,N8、B、ZX6成膜能力一般,ZX7幾乎不具備生物膜形成能力。

圖5 乳酸菌自身生物膜形成能力Fig.5 Biofilm formation of Lactobacillus strains
2.4.4 乳酸菌對HT-29細胞的黏附能力
按照1.6.4所述方法評價了8株乳酸菌體外黏附HT-29細胞的能力,結果如圖6所示。其中N8、N9粘附能力最為出色,B、Rui也具備一定黏附能力,而N34、ZX6、ZX7、N29黏附能力較差。從8株菌的種屬來看,L.plantarum的黏附能力普遍強于L.rhamnosus與L.fermentium且L.plantarum黏附能力的種內差異也十分明顯。

圖6 乳酸菌對HT-29細胞的黏附能力Fig.6 Adhesion of Lactobacillus strains to HT-29 cells
2.4.5 主成分分析8株乳酸菌的生物學特性分布規律
本研究采用主成分分析法對8株乳酸菌的生物學特性分布規律進行了分析,得到第一主成分F1和第二主成分F2,分別包含了原來信息的51.34%和36.55%。第一主成分F1綜合了產酸、生長2個特性,第二主成分F2綜合了生物膜、黏附2個特性,具體見圖7。由圖7可知,L.plantarumN8、N9、N34、B、Rui集中于第一象限附近,距離4種生物學特性坐標點距離較近。這說明5株L.plantarum在4項生物學特性的評估中均有不錯的表現,N8、N9、Rui尤為突出。而L.rhamnosusZX6、ZX7、L.fermentiumN29距離4種生物學特性坐標點較遠,說明其在生物學特性的評價中表現較差。此外,同一菌種在圖中分布相對集中,這說明8株乳酸菌的生物學特性種間差異大于種內差異。

圖7 8株乳酸菌生物學特性PCA分布Fig.7 PCA analysis of characteristics of 8 Lactobacillus strains
2.4.6 皮爾森相關性系數法分析
皮爾森相關系數法是一種準確度量2個變量關系之間密切程度的統計學方法,其相關性系數r值位于-1和1之間[16]。本研究分析了乳酸菌降低C.jejuni在小鼠體內定植的能力與8株乳酸菌生長速率、產酸能力、生物膜形成能力、黏附HT-29細胞能力的皮爾森相關系數,結果見表5。可以看出糞便中C.jejuni活菌數與乳酸菌的黏附細胞的能力具有極強的負相關性,這說明8株乳酸菌中,黏附能力越強的菌株對小鼠體內C.jejuni定植的拮抗效果越好。而乳酸菌降低C.jejuni在小鼠體內定植的能力與其生長速率、產酸能力、生物膜形成能力等生物學特性未見有顯著的相關性。

表5 皮爾森相關性系數法分析
2.5具有顯著拮抗C.jejuni定植能力的乳酸菌對小鼠糞便中短鏈脂肪酸含量的影響
本研究進一步選取在小鼠體內拮抗C.jejuni定植能力出色的L.plantarumN8,測定了該處理組小鼠糞便中乙酸、丙酸、丁酸的含量,結果如圖8。可見C.jejuni的感染本身并不會明顯影響小鼠糞便中乙酸、丙酸、丁酸的含量 (p>0.05),而L.plantarumN8攝入則可使小鼠糞便中乙酸含量顯著增加(p<0.05)。這說明L.plantarumN8對C.jejuni的清除能力可能與其在腸道內的定植及產酸具有密切的聯系。

圖8 小鼠糞便中乙酸、丙酸、丁酸含量Fig.8 Acetic acid , propionic acid , butyric acid in mice feces
空腸彎曲桿菌依然是威脅人類腸道健康的主要病原菌之一[17]。近年來,利用大環內脂類或喹諾酮藥物治療C.jejuni感染受到了越來越多的質疑[18]。因此,開發可以替代抗生素有效預防和治療C.jejuni感染的新方法變得十分重要。乳酸菌作為腸道中的常見菌種,其對病原菌感染的保護作用正逐步引起人們的重視。雖然禽類作為模型用于評價乳酸菌拮抗C.jejuni感染已獲得較為廣泛的應用[19-20],但該模型并不完全適合用于模擬人類感染C.jejuni的病理過程。小鼠感染模型經常被用于模擬多種致病菌的感染過程[21-22],但是成年小鼠由于其成熟的腸道菌群產生“定植抗性”,導致C.jejuni無法有效在小鼠體內定植[23]。有研究表明3周齡的斷奶小鼠對C.jejuni更為易感,可使C.jejuni在小鼠體內以一定數量有效定植[24]。本研究中C.jejuni可在3周齡小鼠腸道內以超過105數量級定植且乳酸菌可有效減少腸道中C.jejuni活菌數,說明該小鼠模型可用于評價乳酸菌在體內拮抗C.jejuni定植的能力。然而本研究中C.jejuni的定植尚未對小鼠體重產生明顯影響,這在一定程度上說明該模型尚不足以模擬嚴重的人體感染C.jejuni的病理狀態。
本研究使用的8株乳酸菌通過牛津杯抑菌實驗證實其發酵上清液均可在體外有效抑制C.jejuni的生長,且8株乳酸菌對C.jejuni的體外拮抗能力受發酵液pH影響顯著,這與金星[25]探究乳酸菌體外抑菌成分的結果一致,表明乳酸菌體外拮抗C.jejuni能力主要與其產生的有機酸有關。雖然這些乳酸菌在體外拮抗C.jejuni生長的能力差異并不明顯,但在小鼠感染模型中卻表現出對C.jejuni定植非常明顯的差異。由于體外拮抗實驗僅僅反映了發酵上清對C.jejuni生長的抑制作用,而體內拮抗實驗則會受到乳酸菌在腸道內的定植及抗菌物質的產生等一系列因素的影響。因此導致乳酸菌在體內具有不同拮抗能力的原因可能與乳酸菌的部分生物學特性有關。例如,研究認為有機酸是乳酸菌用以拮抗病原微生物的主要物質之一[26];而黏附是乳酸菌與宿主作用的第一步,是其在宿主體內發揮益生功能的基礎[27];乳酸菌的表面疏水性、自聚集能力和產胞外多糖能力可能影響其自身成膜能力[28],乳酸菌可在特定環境下形成生物膜,形成生物膜的乳酸菌具有更強的穩定性和抗逆性[29],有利于其在腸道內發揮益生功效。因此,乳酸菌的生長速率、對細胞的黏附能力以及生物膜形成能力可能對乳酸菌在體內的定植起到了重要的影響,而乳酸菌的產酸能力則決定了其在腸道內拮抗病原菌的能力。
本研究評估了8株乳酸菌在生長速率、產酸能力、生物膜形成能力、黏附能力等方面的生物學特性差異。8株乳酸菌在MRS培養基中均可以較快生長,除L.fermentiumN29外,其余菌株培養20 h后均超過109CFU/mL;在產酸能力方面,除L.fermentiumN29的7株乳酸菌均有較強的產酸能力;而8株乳酸菌生物膜形成能力各異,無明顯種間或種內差異;對HT-29細胞的黏附能力,8株乳酸菌表現出一定的差異,總體來看植物乳桿菌黏附能力較鼠李糖乳桿菌、發酵乳桿菌更強,這與LIN[30]等研究結論一致。此外,乳酸菌的黏附能力往往也表現出明顯的種內差異,本研究中5株植物乳桿菌黏附能力差異明顯,這在趙煜[31]、MORITA[32]等人的研究中也有充分體現。
不同乳酸菌在部分生物學特性方面表現出一定的差異,主成分分析結果表明,L.plantarumN8、N9、Rui相較之L.plantarumN34、B,L.rhamnosusZX6、ZX7和L.fermentiumN29具有更為出色的生物學特性,這與乳酸菌在小鼠模型中對C.jejuni定植率的影響是吻合的。而進一步的皮爾森相關性分析表明8株乳酸菌在小鼠體內拮抗C.jejuni能力與其黏附HT-29細胞能力呈極強正相關。這說明乳酸菌進入宿主體內后能否黏附于腸道上皮并順利增殖以完成定植,決定了乳酸菌對致病菌的拮抗效果。而對小鼠糞便中短鏈脂肪酸的分析表明,具有很好細胞黏附能力的L.plantarumN8會使小鼠腸道中乙酸含量增加,這表明該菌在攝入后的定植及產酸能夠顯著拮抗C.jejuni在小鼠腸道內的定植。
綜上所述,8株乳酸菌中L.plantarumN8、N9能夠有效降低小鼠腸道中C.jejuni活菌數,其作為益生菌用于拮抗C.jejuni感染具有潛在的應用價值。相關性分析表明,8株乳酸菌的黏附能力與其在體內拮抗C.jejuni定植能力呈強正相關,該結果為今后具有拮抗致病菌能力的益生菌的篩選提供了理論依據。
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AnalysisonbiologicalcharacteristicsoflacticacidbacteriaanditsantagonisticactivityagainstCampylobacterjejunicolonizationinmice
WANG Gang1*, HE Yu-feng1, CHEN Xiao-hua2,ZHAO Jian-xin1, ZHANG Hao1, CHEN Wei1
1(School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China) 2(College of Life Science and Environment, Hengyang Normal University, Hengyang 421008, China)
In this study, 3-week-old C57BL / 6 mice were used to establish a infection model byCampylobacterjejuni. 8 strains of lactic acid bacteria capable of inhibiting the growth ofCampylobacterjejuniin vitro were engaged to estimate the antagonistic activity againstCampylobacterjejunicolonizationinvivo. Meanwhile, the biological characteristics such as the growth rate, acid production ability, biofilm formation ability and adhesion ability of the 8 strains were also measured. It was found that the differences of biological characteristics inter-species of 8 strains were greater than that of biological characteristics intra-species.Furthermore, the ability of lactic acid bacteria to antagonizeCampylobacterjejunicolonization in mice was positively correlated with the adhesion ability of bacteria.LactobacillusplantarumN8 and N9 with the highest adhesion index could effectively removeCampylobacterjejuniin the intestine of model mice. These two strains have the potential application value to prevent the human body fromCampylobacterjejuniinfection. This study also provides a theoretical basis for the screening of probiotics with antagonistic ability against pathogens.
lactic acid bacteria;Campylobacterjejuni; antagonistic activity; adhesion ability; mice infection model
10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014093
博士,副教授(本文通訊作者,E-mail:wanggang@jiangnan.edu.cn)。
國家自然科學基金-青年科學基金項目(31601444,31301407)
2017-02-20,改回日期:2017-03-09