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为探究灭活双歧杆菌 M1-3 缓解 DSS 诱导结肠炎效果,研究人员对比活与灭活菌不同浓度作用,分析肠道菌群、色氨酸代谢及 AhR/IL-22 通路。发现高剂量灭活菌(2×10? CFU/mL)效果与活菌相当,有效成分或为可溶性荚膜多糖,为相关产品开发提供依据。
炎症性肠病(IBD)中的溃疡性结肠炎(UC)如同肠道内一场失控的 “战火”,患者直肠与结肠黏膜及黏膜下层出现严重溃疡性病变,腹泻、黏液脓血便等症状不仅严重影响生活质量,背后更隐藏着肠道微生态失衡的深层危机 —— 有益菌如双歧杆菌、乳杆菌减少,有害菌如大肠杆菌等伺机扩张,肠道菌群失调成为推动炎症恶化的 “帮凶”。传统活益生菌虽能调节菌群、缓解炎症,但严格的厌氧培养条件推高了生产存储成本,且存在潜在感染风险与代谢稳定性难题,如何在保留功效的同时突破应用瓶颈,成为学界亟待攻克的课题。
西北农林科技大学食品科学与工程学院的研究团队瞄准这一痛点,在《Food Bioscience》发表研究,聚焦热灭活双歧杆菌 M1-3(从健康人粪便分离的益生菌株)对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎的改善作用,试图揭开灭活益生菌能否 “化静为动”、在肠道内续写抗炎传奇的奥秘。
研究主要采用了以下关键技术方法:选用雄性 C57BL/6J 小鼠构建 DSS 诱导结肠炎模型,将热灭活与活双歧杆菌 M1-3 分为不同浓度组(高剂量为 2×10? CFU/mL)进行灌胃干预 14 天;通过 16S rRNA 基因测序分析肠道菌群组成变化;利用气相色谱等技术检测色氨酸代谢产物(如吲哚 - 3 - 乳酸、吲哚 - 3 - 丙酸等)含量;采用细胞实验(如检测跨上皮电阻 TEER、IL-8 分泌量)评估细菌裂解物对脂多糖(LPS)诱导的肠屏障功能障碍的影响。
热灭活益生菌显著改善结肠炎症状
与模型组相比,高剂量热灭活菌(High-PM1-3)干预组小鼠在停止 DSS 处理后体重显著回升,腹泻、便血等结肠炎症状明显减轻,炎症程度与活菌体(Live M1-3)组无显著差异,证实了热灭活菌的抗炎功效与剂量依赖性。
重塑肠道菌群:抑恶扬善的平衡术
通过菌群测序发现,热灭活菌能逆转 DSS 诱导的菌群紊乱:显著增加 Muribaculaceae、Alistipes、Ruminococcaceae 等有益菌丰度,这些菌群不仅是肠道的 “守护者”,还能通过代谢产物调节免疫;同时大幅减少大肠杆菌 / 志贺氏菌(Escherichia/Shigella)等促炎有害菌,重建菌群生态平衡,为肠道炎症修复奠定基础。
激活色氨酸代谢的抗炎通路
色氨酸作为一种关键氨基酸,其代谢产物在免疫调控中扮演重要角色。研究发现,热灭活菌可显著提升小鼠粪便中吲哚 - 3 - 乳酸、吲哚 - 3 - 丙酸、吲哚丙烯酸等代谢物水平。这些小分子通过激活芳香烃受体(AhR)/ 白细胞介素 - 22(IL-22)信号通路,如同启动了肠道的 “抗炎开关”,促进肠上皮修复、抑制过度免疫反应。
有效成分锁定:可溶性荚膜多糖的潜力
通过细菌裂解物分离实验发现,热灭活菌的上清液(含可溶性荚膜多糖)在细胞实验中能显著改善 LPS 诱导的肠屏障通透性增加(表现为 TEER 值回升),减少 IL-8 等促炎因子分泌,证实可溶性荚膜多糖是其发挥抗炎作用的关键成分,这为后续成分纯化与制剂开发指明了方向。
研究结论表明,热灭活双歧杆菌 M1-3 通过 “三重奏” 机制 —— 重塑肠道菌群结构、激活 AhR/IL-22 抗炎通路、利用荚膜多糖修复肠屏障,展现出与活菌体相当的结肠炎改善效果。这一发现不仅突破了传统活益生菌在生产存储中的局限,更开拓了 “灭活益生菌” 这一新型制剂方向:无需维持活菌状态即可发挥功效,降低了生产工艺复杂度与冷链运输成本,同时规避了活菌潜在的感染风险,为开发高稳定性、高安全性的益生菌药物与功能食品提供了坚实的理论依据。未来,针对灭活益生菌的成分优化与临床转化研究,或将为炎症性肠病等肠道疾病的防治带来新的曙光。