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乳酸菌及其代谢产物对动物生产病原菌的细胞效应:抑制沙门氏菌和大肠杆菌黏附的新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Total Environment Microbiology
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为解决动物生产中沙门氏菌(Salmonella)和大肠杆菌(E. coli)耐药性危机,研究人员评估了6株乳酸菌(LAB)及其无细胞上清液(CFS)在Caco-2细胞模型中的生物保护作用。结果显示,LAB黏附率达8.70-11.39%,CFS(≤11.25 g/L)显著提升细胞活力(P<0.05),并降低病原菌黏附率(Salmonella从2.75%降至0.80-0.91%,E. coli从1.66%降至0.62-0.79%),为替代抗生素提供了新方案。
在动物生产领域,沙门氏菌和大肠杆菌如同潜伏的"隐形杀手",每年仅在美国就导致120万例沙门氏菌病和450例死亡。更严峻的是,抗生素的滥用催生了"超级细菌"的蔓延,传统防控手段正逐渐失效。面对这场公共卫生危机,科学家将目光投向了自然界——乳酸菌(LAB)这类具有生物保护潜力的微生物,或许能成为破局的关键。
为验证这一设想,国外研究团队在《Total Environment Microbiology》发表了一项开创性研究。他们从肉类样本中精选出6株LAB"特种兵",包括3株戊糖片球菌(Pediococcus acidilactici)和3株发酵粘液乳杆菌(Limosilactobacillus fermentum)等,并收集了36株动物源病原菌组建"病原菌军团"。研究采用Caco-2细胞模型模拟肠道环境,通过MTT法检测细胞毒性,结合细菌共培养和黏附实验,系统评估了LAB及其代谢产物对病原菌的阻击效果。
毒性检测揭示安全阈值
研究首先为LAB代谢产物划定了安全红线。当无细胞上清液(CFS)浓度≥22.5 g/L时,会引发Caco-2细胞毒性;而≤11.25 g/L的剂量不仅安全,还能显著提升细胞活力(P<0.05)。这种"双刃剑"效应源于CFS中乳酸等有机酸的复杂作用,提示未来需通过基因检测确认增殖细胞的生物学特性。
LAB展现优异定植能力
在模拟肠道战场上,6株LAB均展现出8.70-11.39%的黏附率,其中乳酸酪蛋白副干酪亚种(Lacticaseibacillus paracasei paracasei)PUCPR 013以11.39%的黏附率夺冠。这种"抢滩登陆"能力与文献报道的优质益生菌相当,为后续的病原菌阻击奠定了阵地基础。
病原菌防线全面溃败
当LAB与病原菌短兵相接时,战果令人振奋:沙门氏菌黏附率从2.95%暴跌至0.61-0.77%,大肠杆菌从1.83%锐减至0.47-0.68%。更巧妙的是,单独使用CFS也能达到类似效果,沙门氏菌和大肠杆菌黏附分别被压制到0.80-0.91%和0.62-0.79%。这种"双重打击"策略显示,无论是活菌还是其代谢武器,都能有效瓦解病原菌的进攻。
这项研究揭示了LAB及其代谢产物在防控动物病原菌中的三重战略价值:通过物理占位阻断病原菌定植;分泌抗菌代谢物构建化学防线;潜在激活宿主免疫防御。特别值得注意的是,CFS在11.25 g/L剂量下展现的促细胞增殖效应,虽然需要进一步验证安全性,但为肠道损伤修复提供了新思路。
从实验室到养殖场,这项研究架起了转化应用的桥梁。未来通过微胶囊化等技术,这些LAB"微生物战士"可望融入饲料配方,在保障动物健康的同时,切断耐药菌经食物链传播的途径。这不仅是对抗抗生素耐药性危机的绿色方案,更是守护"从农场到餐桌"食品安全的重要突破。正如研究者强调,后续需开展动物实验验证实际效果,并探索LAB与宿主TLR2受体互作等深层机制,让这些天然卫士在One Health战略中发挥更大价值。
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