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植物乳杆菌P-8调节不同年龄人群肠道菌群及免疫能力

时间:2020-02-20 13:36来源:实验室 作者:bio149发布 浏览次数:

    植物乳杆菌P-8作为益生乳酸菌家族中的一种,可有效调节肠道菌群,改善肠道微生态健康。为进一步探究植物乳杆菌P-8对不同年龄人群的功效差异。本试验开展了植物乳杆菌P-8对不同年龄段人群肠道菌群、分泌性免疫球蛋白A(SlgA)、总胆汁酸(TBAs)和短链脂肪酸(SCFAs)含量影响的研究。

    试验方法
   
    试验对象

    从内蒙古同一地区招募33名具有典型北方饮食习惯的志愿者(图1),按年龄分为三组。

    青年组11人(平均年龄26岁)
 
    中年组12人(平均年龄51岁)

    老年组10人(平均年龄76岁)

    注:试验者均为健康人群,体重正常(BMI<30kg/m2),不吸烟,试验前6个月内无抗生素服用史;无内分泌失调、糖尿病及任何胃肠道疾病。


    试验共进行8周,前4周为益生菌干预期,每日摄入植物乳杆菌P-8片剂(含6x1010  CFU);后4周停止益生菌的摄入(图1)。为了检测植物乳杆菌P-8的功效以及长期效应,收集第0、2、4、5、6和8周所有志愿者的粪便样本,对DNA进行提取测序,对粪便微生物群、SlgA、TBAs和SCFAs的水平进行检测。


图1:33名志愿者基本情况以及实验设计详情

    试验结果

    01    PCR-DGGE显示肠道微生物多样性

    经过16srRNA扩增产生DRRE片段,发现了18个条带(图2)。在服用植物乳杆菌P-8以后强度发生了变化,其中第11、16、18号带强度增加,而2、3、5、6、7、9、14、17号带强度减弱。对强度变化明显的条带进行分离和测序,青年组、中年组和老年组分别处理了4、8和6条。同源性分析发现,其中6条亲缘关系接近于假单孢菌属(Pseudomonas), 还包括2条不动杆菌(Acinetobacter),2条双歧杆菌(Bifidobacterium),1条屎肠球菌(Enterococcus faecium)和1条直肠真杆菌(Eubacterium rectal)。假单孢菌属和不动杆菌属都是致病菌,含量都呈下降趋势,其中假单孢菌可以产生毒素,降低肠道的通透性。而双歧杆菌和直肠真杆菌含量则有所增加,是维持人体肠道健康的有益菌。

    比较三组样品肠道菌群结构,对样本进行主成分分析结果显示,试验前后三组结果间存在显著差异,并发现青年组对植物乳杆菌P-8的反应有很大的变化,而老年组变化最小(图2)。


图2:PCR-DGGE图谱详情;主成分分析详情

    02    肠道微生物群的定量分析

    用qPCR对粪便样本的优势菌群进行统计,经过4周益生菌的摄入,双歧杆菌(Bifidobacterium)和奇异菌簇(Atopobium)含量三组都显著增加(P<0.05),而奇异菌簇(Atopobium)含量则会恢复到基线水平;对于双歧杆菌含量,其中显著增加了7%(第1周为8.78 log10 cfu/g;第4周为9.38 log10 cfu/g),结束摄入后,含量下降;对于脱硫弧菌(Desulfovibrio)含量则持续下降(图3)。其中奇异菌属与肠道炎症疾病呈负相关的有益菌;双歧杆菌则有助于肠道疾病感染,有益于肠道健康;而脱硫弧菌则可以通过产生硫化物参与溃疡性结肠炎的发病,且与许多胃肠道疾病相关的致病菌。

    这表明植物乳杆菌P-8可以有效增加有益菌含量并抑制致病菌,有效改善肠道微生物群,维持肠道菌群平衡。同时发现益生菌对肠道菌群作用的时间是短暂的,故持续服用是十分重要的。

 
图3:三组粪便样本中优势菌群含量详情,A为奇异菌簇(Atopobium),B为双歧杆菌(Bifidobacterium),C为脱硫弧菌(Desulfovibrio)

    03    粪便样本中SlgA、TBAs和SCFAs水平的变化

    对于老年组和成年组的SlgA水平在第2周显著升高,之后则恢复到基线水平(P<0.05),对于青年组则无显著变化;而对于TBAs方面,三组变化则较为相似,益生菌的摄入可以显著降低粪便TBAs水平并在第5周达到最低水平,随后逐渐恢复,但仍低于基线水平(P<0.05;图4)。测量了三种SCFA(乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐)水平,其中乙酸盐和丙酸盐在三组中显著增加,并在第5周达到最高值(P<0.05),随后逐渐恢复,但仍高于基线水平;丁酸盐无显著变化(图5)。

    这表明植物乳杆菌P-8可以有效增加分泌性免疫球蛋白A(SlgA)含量,调节并改善自身免疫;降低总胆汁酸(TBAs)含量,增加乙酸盐和丙酸盐含量,减少结肠癌患病率,改善肠道健康。同时益生菌对不同年龄人群的作用效果是存在差异的。

图4:SlgA和TBA含量变化详情

图5:SCFA含量变化详情,A为乙酸盐,B为丙酸盐,C为丁酸盐

    试验结论

    经过8周的临床试验发现,益生菌植物乳杆菌P-8可以有效改善人体肠道微生物群,增加有益菌含量,如双歧杆菌、奇异菌属和直肠真杆菌被增强;并且有效降低致病菌含量,如脱硫弧菌、假单胞菌和不动杆菌则被抑制。

    益生菌植物乳杆菌P-8还可以有效调节人体免疫,增加分泌性免疫球蛋白A(SlgA)含量;降低总胆汁酸(TBAs)含量和增加短链脂肪酸(SCFAs)的含量。从而改善肠道健康,减少患病。

    同时我们发现,益生菌对肠道健康的改善是暂时的,同时不同年龄人群对益生菌植物乳杆菌P-8的作用是存在差异的。因此这也需要我们对益生菌进行持续的服用,并且针对不同年龄患者的需要制定合理益生菌服用策略。

    此文章已发表于:Nutrition 30 (2014) 776–783


 
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