新型降尿酸乳酸菌的发现与功能解析:从筛选、基因组分析到体内验证

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Food Bioscience 4.8

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  为解决高尿酸血症(HUA)治疗中药物副作用大、现有益生菌筛选方法局限等问题,研究人员从中国传统发酵食品中分离出具有高效核苷降解能力的乳酸菌Pediococcus acidilactici Mei.1103.1。通过体外实验和斑马鱼/大鼠模型证实其降尿酸效果达46.50%-48.58%,全基因组测序(WGS)揭示其嘌呤代谢、应激抗性相关功能基因,为开发安全有效的益生菌疗法提供新思路。

  

高尿酸血症正成为威胁全球13.85%成年人的代谢"隐形杀手",传统药物治疗伴随肝肾损伤风险,而现有益生菌筛选方法又存在体外评估不全面、安全验证不足等缺陷。在这一背景下,来自江西某高校(根据基金编号推测为江西农业大学或南昌大学)的研究团队将目光投向中国传统发酵食品,试图从中挖掘兼具高效降尿酸能力和安全特性的乳酸菌"特种兵"。

研究人员采用多维度筛选策略:首先通过MRS培养基从泡菜、腌菜等样品分离158株乳酸菌,以30分钟内核苷(肌苷/鸟苷)降解率为指标初筛;随后结合酸/胆盐耐受、自聚集能力等益生特性评估;最终通过全基因组测序(WGS)解析功能基因。关键技术包括:超高效液相色谱(UPLC)定量核苷降解率、斑马鱼/大鼠高尿酸血症模型验证、Illumina平台全基因组测序、antiSMASH基因簇预测等。

筛选高核苷降解活性乳酸菌
从发酵食品分离的120株LAB中,18株展现100%核苷降解能力,其中Pediococcus acidilactici Mei.1103.1在模拟胃肠环境下仍保持85.32%存活率,表面疏水性达78.6%,预示其强肠道定植潜力。

全基因组与功能基因分析
该菌株基因组含2,831个编码基因,包括嘌呤代谢关键酶——嘌呤核苷磷酸化酶(PNP)和腺苷脱氨酶(ADA)基因;另发现3个次级代谢产物合成基因簇,与抗氧化、抗炎功能相关。

体内降尿酸验证
在氧嗪酸钾诱导的斑马鱼模型中,干预组尿酸(UA)水平较模型组降低46.50%;大鼠实验显示其效果媲美阳性药别嘌呤醇(48.58% vs 51.23%),且显著改善肾脏尿酸盐结晶沉积。

这项研究首次系统证实Pediococcus acidilactici菌株的降尿酸潜能,其创新性体现在:建立"体外降解-体内验证-基因组溯源"的全链条评价体系;发现该菌株通过"降解嘌呤前体+调节肠道-肾脏轴"的双重作用机制;基因组数据揭示其兼具代谢调控与安全特性,为开发功能性食品提供理想候选菌株。论文发表于《Food Bioscience》,为代谢性疾病干预开辟了"以菌治酸"的新路径。

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