研究背景
益生菌是被认为可以存活并进入宿主胃肠道的微生物，适量食用会对宿主产生有益影响，例如维持肠道微生物群的平衡，增强免疫系统和改善新陈代谢。许多动物研究和临床研究已经证明益生菌具有促进健康的作用，它们的作用机制是多种多样的。首先，一些益生菌在胃肠道内充当瞬时微生物，无法永久定植于肠道。它们的有益作用主要通过在短暂的定植期内产生各种代谢物来介导，例如短链脂肪酸 （SCFA）、抗菌肽/细菌素以及色氨酸衍生的代谢物，包括血清素，吲哚-3-乙酸和吲哚-3-乳酸。这些代谢物有助于维持肠上皮的稳态，增强肠道屏障的完整性，调节免疫系统，缓解肠道炎症，从而促进健康。此外，一些益生菌需要与肠上皮细胞直接相互作用以调节宿主的免疫系统。益生菌可以占据特定的生态位，竞争性地抑制病原体与肠道粘膜受体的结合从而维持肠道微生物群的平衡。益生菌必须在肠道内建立一个稳定的群落，长期定植于特定的生态位，这使它们能够与宿主相互作用并发挥其有益作用。此外，一些益生菌通过与肠道微生物群的相互作用来发挥作用。例如，乳酸菌物种可以与宿主肠道中的共生细菌相互作用，促进有益微生物的丰富或抑制有害细菌的定植和生长，例如耐多药肠杆菌科和大肠杆菌。这些作用有助于维持局部肠道环境中的体内平衡。因此，无论是通过产生有益代谢物还是与宿主肠道细胞直接相互作用，在肠道内建立长期生态位的益生菌都能够发挥持续的健康促进作用。
植物乳植杆菌作为一种常见的益生菌可改善慢性疾病，增强免疫功能，调节脂质代谢，并在营养合成中发挥作用。先前的研究表明，植物乳植杆菌HNU082（Lp082） 产生短链脂肪酸，减轻肠道炎症。植物乳植杆菌HNU082还可以调节肠道菌群并增加有益细菌的丰度，包括双歧杆菌、乳酸杆菌、阿克曼氏菌和粪杆菌，从而改善血脂水平。此外，它还促进 γ-氨基丁酸（GABA）和血清素的分泌，从而改善大脑中的神经递质失衡。尽管Lp082对健康有益，但这种有益细菌在宿主肠道内的定植能力有限，如果没有外部补充，它可能无法在宿主的肠道环境中自然建立或维持高丰度种群。因此，此限制限制了主机的健康益处的持续时间。因此，制定提高植物乳杆菌HNU082在肠道中的稳定性和长期存活率的策略可以释放其长期健康收益的全部潜力。
研究内容
图1 Lp082 间歇性强饲的实验设计。
图2 Lp082 的两次间歇性干预对小鼠天然微生物群落和代谢物水平的影响。
图3 Lp082 的两次间歇性干预对人类天然微生物群落和代谢物水平的影响。
图4 小鼠和人肠道两阶段干预后 Lp082 分离株中单核苷酸变异 （SNV） 的比较。
图5 小鼠和人肠道两阶段干预后 Lp082 分离株突变基因的比较。
总结与意义
文章证明了调节局部微生物群以改善益生菌在肠道定植的可行性，并为开发增强益生菌在肠道内有效性的益生菌制剂提供了理论基础。
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