Lacticaseibacillus casei UTMB9的益生特性研究：靶向李斯特菌毒力基因表达与生物膜形成的抑制机制及预测模型构建

本研究深入探讨了Lacticaseibacillus casei UTMB9的益生潜力，揭示其通过抑制毒力基因（prfA、flaA）和生物膜形成有效抗李斯特菌，兼具抗氧化（DPPH 43.6%、ABTS 47.5%）和降胆固醇（41.9%）功能，并利用高斯过程回归（GPR）精准预测酸胆耐受性（MAPE≤0.22%，R2≥0.99），为开发新型益生菌制剂提供理论支撑。

Highlight

菌株分离

传统酸奶样本经冷藏运送至实验室，取5g样品与45mL 0.1%蛋白胨水混合，制备10^–1至10^–6梯度稀释液后涂布于MRS培养基。分离菌株经革兰氏染色和过氧化氢酶检测，后续进行基因组DNA提取与聚合酶链式反应（PCR）鉴定。

模拟胃肠道耐受性

耐受胃肠道环境是乳酸菌（LAB）在肠道定殖的关键特性。酸耐受性实验显示，L. casei UTMB9在pH 2.5时存活率为6.90 log CFU/mL，pH 3.5时为7.59 log CFU/mL，pH 4.5时达7.96 log CFU/mL（表2）。该菌在0.7%胆汁浓度下仅出现轻微生长抑制，在模拟胃肠条件下存活率从8.51 log CFU/mL降至6.61 log CFU/mL，展现卓越环境适应性。

Conclusion

本研究证实L. casei UTMB9在pH 2.5–4.5环境下存活率达6.90–7.96 log CFU/mL，且耐受0.7%胆汁。其表面疏水性（40.90%）、自聚集（30.90%）、共聚集（40.80%）和黏附能力（11.90%）共同支撑肠道定殖潜力。菌株对单核细胞增生李斯特菌抑菌圈达9.70 mm（大肠杆菌仅为4.74 mm），扫描电镜（SEM）显示其细胞游离上清液（CFS）可显著破坏李斯特菌细胞结构，并下调毒力基因prfA与flaA表达，同步抑制生物膜形成。此外，该菌具抗氧化活性（DPPH 43.6%、ABTS 47.5%、亚油酸氧化抑制率30.3%）和中等抗癌活性（IC₅₀≈55–62 mg/mL），胆固醇去除率41.9%，无生物胺生成、DNA酶或溶血活性，抗生素敏感性广（仅对氨苄青霉素部分耐药）。研究第二部分采用高斯过程回归（GPR）精准预测酸胆耐受性（平均绝对百分比误差MAPE=0.22%与0.18%，R²≥0.99），凸显其作为益生菌剂的综合功能与模型支持优势。