植物乳杆菌L168的益生特性与全基因组解析：一种具有肠道炎症调控潜力的新型功能益生菌

本研究针对益生菌功能机制不明的问题，对分离自果蝇肠道的植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum) L168开展全基因组测序(WGS)和代谢组学分析。研究发现该菌株具有65.61%胃酸耐受性和75.27%肠液存活率，携带4个含22个基因的细菌素簇，产生广谱抗菌肽，其代谢产物NAD和吲哚-3-乳酸(ILA)可显著调节肠道微生态。该研究为开发治疗肠道炎症和病原感染的功能食品提供了理论依据。

　　

在当今微生物组研究热潮中，益生菌作为调节肠道健康的"天然药物"备受关注。植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)作为乳酸菌(LAB)的重要成员，因其抗菌、抗氧化和免疫调节等多重功能成为研究热点。然而，许多潜在益生菌株的分子机制仍如"黑箱"，特别是其基因组特征与功能代谢物的关联亟待阐明。来自南京医科大学的研究团队聚焦于实验室前期从果蝇(Drosophila melanogaster)肠道分离的L168菌株，该菌在动物实验中已显示出改善肠道炎症、肿瘤生长和肺损伤的潜力，但其遗传基础和代谢特征仍是未解之谜。

研究团队采用Illumina/Nanopore混合测序技术完成全基因组测序，结合代谢组学和比较基因组学方法，系统解析了L168的益生特性。实验选用商业化菌株299v作为对照，通过模拟胃肠环境耐受性测试、抗菌活性检测、细胞粘附实验等技术手段，全面评估其益生潜能。

Strains and culture conditions
研究以实验室保藏的L168菌株为核心，与商业菌株299v和传统发酵食品分离株L116进行对比。所有乳杆菌在MRS培养基中培养，严格控制在37°C厌氧条件下进行实验。

Identification of L. plantarum L168
生理生化鉴定显示L168为革兰氏阳性杆菌，能发酵12种糖类，过氧化氢酶和淀粉水解试验阴性。16S rRNA基因测序证实其与L. plantarum WCFS1相似度达99%，多位点序列分型(MLST)进一步确认其种属特征。

Discussion
基因组分析揭示L168具有3.37 Mb染色体和4个质粒，GC含量44.47%，含3,502个基因。特别值得注意的是87个宿主防御基因（包括CRISPR系统和应激响应基因）以及29个独特基因簇，涉及DNA修复、碳水化合物代谢和次级代谢产物合成。比较基因组显示其与299v、PS128等菌株平均核苷酸相似度(ANI)超99%，但携带独特的细菌素基因簇，预测可编码PlnA/PlnEF前体等广谱抗菌肽。

代谢组学发现NAD和ILA等关键活性物质，外源色氨酸添加使ILA产量显著提升。安全性评估证实其无溶血性、不产生物胺，且对氨苄青霉素和头孢菌素敏感，未检出可移动耐药基因。

Conclusion
该研究首次系统阐明L168兼具优良的胃肠耐受性（pH3.0存活率65.61%）、强粘附性和显著抗菌活性（对金黄色葡萄球菌抑菌圈>10mm）。其基因组特征解析为开发靶向肠道炎症的功能食品提供分子基础，特别是细菌素簇和ILA代谢通路的设计应用。研究结果发表于《Food Bioscience》，为益生菌的精准筛选和应用提供了重要范式。

研究创新性地将基因组学与代谢组学结合，不仅证实L168符合FAO/WHO益生菌标准，更发现其独特的抗菌和抗炎物质合成途径。这些发现对开发针对系统性红斑狼疮(SLE)、支气管肺发育不良(BPD)等疾病的微生态制剂具有重要指导价值，展现了"微生物组-代谢物-宿主健康"研究范式的强大潜力。