综述：益生菌肠道定植的研究进展

这篇综述系统阐述了益生菌（Probiotics）肠道定植（Colonization）的生理意义、面临的胃酸（pH 1.0-3.0）和胆盐挑战，以及微囊化（Microencapsulation）等提高存活率的技术，同时总结了体外（Caco-2/HT-29细胞模型）和体内（荧光标记、qPCR）检测方法，为益生菌功能研究提供新视角。

　　

引言

1908年Elie Metchnikoff首次提出益生菌概念，指摄入足够数量时可对宿主产生健康益处的活微生物。现代研究证实，其功能发挥需通过胃酸（pH 1.0-3.0）和胆盐考验并定植肠道。本文从定植意义、挑战、特性评估及提升策略展开分析。

肠道定植的生理意义

改善肠道屏障
益生菌通过上调紧密连接蛋白（ZO-1）、粘蛋白（MUC-2/MUC-3）表达，竞争性抑制病原体（如艰难梭菌）定植，修复由抗生素或高脂饮食破坏的肠上皮屏障。例如，酵母BR14可使ZO-1表达提升50%，而植物乳杆菌Lp3通过分泌抗菌物质降低肠漏风险。

免疫调节
肠道作为最大免疫器官，益生菌能刺激分泌型IgA产生，抑制单核细胞浸润。如枯草芽孢杆菌MB40可减少李斯特菌感染猪的肝脏细菌载量达3 log₁₀ CFU/g。

代谢调控
发酵乳杆菌MJM60397通过促进胆汁酸排泄，使小鼠低密度脂蛋白（LDL）降低38%。部分菌株（如植物乳杆菌L33）胆固醇清除率高达73.3%，其机制与胆盐水解酶（BSH）活性相关。

定植面临的挑战

口服益生菌需经历唾液抗菌肽、胃酸（2小时存活率<10%）和肠液（胆盐浓度0.3%-2%）三重打击。研究显示，未包埋的双歧杆菌经模拟胃肠液处理后活菌数下降4.55 lg(CFU/mL)，而海藻酸钠微囊化后仅下降1.68 lg。

影响定植的关键特性

生物膜形成
如枯草芽孢杆菌通过分泌胞外多糖（EPS）形成生物膜，其基因簇cpsWc可提升50%酸耐受性。

表面特性
疏水性（如植物乳杆菌AR113Δ^bsh疏水率达95.27%）与自聚集能力正相关，而共聚集（如乳酸菌与病原体）可增强生物膜稳定性。

检测技术进展

体外模型
Caco-2细胞实验显示，鼠李糖乳杆菌GG在10:1接种比例下粘附率达23.83%，而瑞士乳杆菌INRA-2010-H11对口腔上皮细胞粘附率高达88.23%。

体内追踪
红色荧光蛋白（mCherry）标记技术证实，植物乳杆菌主要定植于小鼠回肠黏膜层。qPCR检测发现，低聚糖可使特定菌株定植量提升15倍。

微囊化技术突破

双层包埋体系（如海藻酸钠-果胶）使益生菌胃酸存活率提升80%。新型材料如单宁酸-泊洛沙姆188可使大肠杆菌Nissle 1917结肠定植量增加25倍，而钨酸钙微凝胶能延长定植时间至1周。

展望

当前研究尚无法明确益生菌在肠道的精确时空分布，且外源益生菌与土著菌群的互作机制仍需探索。未来需结合多组学技术（如代谢组学）和智能递送系统（如pH响应微胶囊）深化研究。