西北农林科技大学高振鹏教授团队：双歧杆菌通过调节微生物代谢组和靶向肠道菌群改善DSS诱导的小鼠结肠炎

学术 2024-09-10 20:20 上海

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西北农林科技大学高振鹏教授团队：双歧杆菌通过调节微生物代谢组和靶向肠道菌群改善DSS诱导的小鼠结肠炎

近日，西北农林科技大学食品科学与工程学院高振鹏教授团队在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院1区TOP，IF=5.7）发表题为“Bifidobacterium bifidum Ameliorates DSS-Induced Colitis in Mice by Regulating Microbial Metabolome and Targeting Gut Microbiota”研究性论文。西北农林科技大学食品科学与工程学院2021级博士研究生韩梦珍为第一作者，高振鹏教授为通讯作者。

背景介绍

炎症性肠病（IBD）是一种影响胃肠道的复发性炎症疾病，目前临床治疗效果并不理想。随着人们对肠道微生物与健康关系的认识加深，益生菌作为一种潜在的治疗手段受到广泛关注。然而，益生菌在缓解结肠炎方面的功效因具体菌株而异。因此，从天然来源中探索新的菌株对结肠炎的治疗具有重要意义，旨在丰富益生菌种类库，提高对结肠炎的预防和治疗策略。

人类肠道拥有复杂多样的肠道微生物群，构成了一个拥有500 - 1000种微生物的微生物群落，微生物丰度高达一万亿。这种复杂多样的肠道微生物群是益生菌的重要来源。许多未开发的益生菌候选物仍有待探索，以改善人类健康。

研究内容与结论

本项研究比较了从健康成人粪便中分离的5株两歧双歧杆菌对DSS诱导的小鼠结肠炎的治疗效果以及通过测定肠道微生物群组成和肠道菌群代谢来研究潜在的机制。研究结果显示：两歧双歧杆菌M1-3与其他菌株相比具有最优越的疗效，它显著改善了DSS诱导的小鼠结肠炎症状，减轻了肠道屏障破坏。此外，肠道菌群组成分析显示，两歧双歧杆菌M1-3处理增加了肠道菌群的丰度和多样性，特别显著增加了Muribaculaceae, Lactobacillus, Bacteroides和Enterorhabduus的丰度，而降低了Escherichia-Shigella的丰度。非靶向代谢组学分析表明，两歧双歧杆菌M1-3处理对多种代谢途径具有调节作用，包括酪氨酸代谢、赖氨酸降解和色氨酸代谢。最后，通过粪菌移植试验证实了两歧双歧杆菌M1-3对结肠炎的缓解依赖于肠道菌群。试验结果为开发新型的缓解结肠炎的益生菌产品提供了理论基础。

图文摘要

结果展示

Figure 1. B. bifidum improved the pathological phenotype of DSS-induced colitis in mice. (A) Experimental protocol of DSS-induced colitis mice and probiotic intervention; (B) average body weight (g) in different groups; and (C) DAIs of all treatment mice. (D,E) Ratios of colon weight to length and spleen weight to body weight; (F,G) macroscopic observation and length of colon; and (H) representative H&E pictures of the colon (scale bars, 200 μm). Data are shown as mean ± SEM (n = 5). **p < 0.01 in comparison with different groups.

Figure 2 Modulation of the gut microbiome by B. bifidum in colitis. Relative abundance of gut microbiota. Genus-level classification is expressed on a percentage basis of the total sequence. Different colors represent different species, corresponding to the legend on the right; the horizontal axis represents different samples or subgroups and the vertical axis represents the relative abundance of different species (n = 5).

原文链接

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c00365

通讯作者简介

高振鹏，男，博士，教授/博导。第一作者或通讯作者在《Journal of Advanced Research》、《Carbohydrate Polymers》、《Food Hydrocolloids》等期刊发表论文80余篇，第一申请人获批及申报专利15项。主持国家重点研发计划课题、子课题及专题等项目20余项。获得省部级科技成果奖4项，陕西省高校科学技术优秀成果一等奖2项，副主编及参编教材6部。研究领域：果蔬、食用菌及茶叶加工及安全控制。