《Food Bioscience》：Fermentation by
Lactobacillus plantarum enhances the antidiarrheal efficacy of
Forsythia suspensa through enriched bioactive metabolites: a multi-omics study
编辑推荐：
•植物乳杆菌发酵可富集连翘中的生物活性苷元和L-苯乳酸。•发酵连翘（FFS）具有优于原草药提取物的体内止泻活性。•FFS可保护肠道屏障、恢复电解质稳态并缓解炎症及神经递质紊乱。•多组学分析揭示FFS通过靶向Trpm6、Mapk14、Card9、Nr1h4和Chrm4缓解腹泻。
- •
植物乳杆菌发酵可富集连翘中的生物活性苷元和L-苯乳酸。
- •
发酵连翘（FFS）具有优于原草药提取物的体内止泻活性。
- •
FFS可保护肠道屏障、恢复电解质稳态并缓解炎症及神经递质紊乱。
- •
多组学分析揭示FFS通过靶向Trpm6、Mapk14、Card9、Nr1h4和Chrm4缓解腹泻。
引言
急性腹泻是一种病因复杂的常见胃肠道疾病，仍是全球发病率和死亡率的主要贡献因素之一（Giacosa等，2022）。从病理学角度看，其以水和电解质向肠腔的过度分泌、异常蠕动以及黏膜屏障功能受损为特征（Keely和Barrett，2022）。传统治疗方法包括抗生素、口服补液盐和洛哌丁胺等动力抑制剂。然而，抗生素的过度使用会扰乱肠道菌群并加重抗菌药物耐药性（Kesavelu和Jog，2023），而某些传统止泻药物可能导致中枢神经系统毒性或继发性便秘（Schiller，2017）。因此，迫切需要开发源自天然植物来源的多靶点、低毒性止泻药物（Zhou等，2024）。
连翘（Forsythia suspensa）（Thunb.）Vahl是一种富含生物活性成分的传统中草药，包括木犀草苷、连翘苷、黄酮类和木脂素类（Dong等，2017）。其提取物在胃肠道中表现出广谱抗菌、抗炎和免疫调节活性（H.-X. Yang等，2022）。例如，木犀草苷通过抑制NF-κB通路缓解炎症损伤（E. Chen等，2024），而该通路是驱动腹泻中肠道过度分泌和黏膜损伤的核心信号通路；连翘苷A则可抑制与感染性腹泻相关的致病菌，包括大肠杆菌和沙门氏菌，并减少病原体诱导的肠上皮细胞凋亡，从而维持屏障完整性。值得注意的是，体外抗菌研究证实，连翘来源的活性成分对多种腹泻相关肠道致病菌具有直接抑菌作用，为其抗感染性腹泻功效提供了坚实的实验证据（Xu等，2023）。此外，连翘还表现出抗牛病毒性腹泻病毒的活性，通过抑制病毒复制和减轻肠道免疫损伤及上皮细胞凋亡发挥抗病毒作用（Song等，2016）。在非畜牧哺乳动物模型中，越来越多的证据支持连翘与缓解腹泻密切相关的肠道保护作用。富含多酚的连翘提取物还可通过Nrf2-NLRP3轴改善小鼠硫酸葡聚糖钠诱导的结肠炎，同时增强紧密连接蛋白表达并改善肠道屏障完整性（Chao等，2022）。在传统蓖麻油诱导急性腹泻的小鼠模型中，连翘叶的乙醇提取物显示出剂量依赖性地降低腹泻指数、延迟稀便发作以及抑制肠平滑肌过度收缩的作用，从而为其直接止泻功效提供了明确的体内证据（Chen等，2021）。此外，在断奶仔猪饲料中补充连翘提取物可调节肠道菌群并增强抗氧化能力，从而降低腹泻发生率（Long等，2019）。尽管这些效果令人鼓舞，但连翘的临床应用仍受到生物利用度低的限制。其许多活性多酚和木脂素以苷的形式存在，分子量高、水溶性差且胃肠道吸收有限，这阻碍了其作为有效天然疗法的开发（Gong等，2021；S. Li等，2025）。
近年来，微生物发酵作为提高天然产物功效和降低毒性的策略引起了广泛关注。益生菌发酵系统可降解植物细胞壁并将难以吸收的苷生物转化为更具脂溶性和生物活性的苷元（X. Zhang等，2023）。例如，植物乳杆菌LLB已被证明可表达α-L-鼠李糖苷酶及其他水解酶，将木犀草苷转化为木犀草素，后者比其前体苷具有更好的膜通透性和更强的抗炎活性（Ma等，2025）。在另一项研究中，植物乳杆菌对连翘的液态发酵改变了其代谢谱并富集了连翘苷E，从而增强了UVB诱导的HaCaT细胞损伤模型中的抗氧化和细胞修复活性；与未发酵提取物相比，发酵还降低了毒性并提高了生物安全性（He等，2025）。类似地，发酵连翘叶茶提取物通过调节TLR4/NF-κB和Ref-1/HIF-1α信号通路并恢复肠道菌群平衡，减轻了小鼠H2O2诱导的肠道损伤（L. Li等，2025）。总体而言，益生菌代谢产物（如短链脂肪酸）可能与植物来源的活性化合物协同作用，维持肠道微生态稳态、保护黏膜屏障并促进组织修复（L. Chen等，2025）。
尽管发酵已被证明可提高连翘的生物活性，但系统性研究仍然有限，尤其是关于其活性成分在发酵过程中的代谢转化。此外，连翘的体内止泻功效和分子机制尚未完全阐明。为弥补这些不足，本研究采用非靶向代谢组学全面分析了发酵前后连翘的代谢物变化，随后建立番泻叶诱导的急性腹泻小鼠模型，系统评估了发酵连翘的止泻效果。
章节摘录
菌株和培养条件
本研究使用的植物乳杆菌张-LL菌株（CGMCC 6939）最初分离自中国传统发酵肉制品。将该菌株接种至MRS肉汤中，在37 °C下静置培养24 h。通过涂布法测定活菌计数。然后将培养物在12,000 × g和4 °C条件下离心2 min。沉淀用无菌生理盐水洗涤三次，重悬并调节至所需浓度。
发酵前后连翘的非靶向代谢组学分析
非靶向代谢组学分析在FS和FFS样品中共鉴定出599种化合物。主成分分析（PCA）显示组内聚类紧密且QC样本聚合良好，表明重复性强且仪器性能稳定（图1A）。为去除正交噪声，构建了正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）模型，该模型清晰地分离了这两个组。第一个预测组分解释了78.20%
讨论
连翘是一种公认的药食两用植物，具有抗炎和解毒特性，并表现出显著的抗炎和抗病毒活性（Gao等，2024）。近年来，乳酸菌发酵已成为提高传统中草药生物利用度和药理活性的一种有效策略。例如，利用多酶耦合系统联合鼠李糖乳杆菌和B.
结论
本研究证明，利用植物乳杆菌进行固态发酵可显著改变连翘的代谢谱，富集生物活性苷元（香豆素、山奈酚）和抗菌代谢物L-苯乳酸。在番泻叶诱导的急性腹泻小鼠模型中，剂量为200 mg/kg的发酵连翘（FFS）表现出优于未发酵提取物的疗效，表现为腹泻指数降低、电解质失衡得到纠正、促炎细胞因子受到抑制
关于稿件准备过程中生成式人工智能及AI辅助技术的声明
在本文准备过程中，作者使用了ChatGPT（GPT-4o）进行语言润色和参考文献格式整理。图形摘要最初使用DALL-E 3生成草稿布局，随后由作者使用Adobe Illustrator完全重新绘制和细化，以确保科学严谨性和准确性。所有最终内容（包括图形摘要）均经过全体作者充分审阅和批准，作者对全文承担全部责任。
CRediT作者贡献声明
谢元红：撰写——审阅与编辑、指导、经费获取、概念构思。金俊华：验证。张红星：指导、资源、数据整理、概念构思。庞晓娜：数据整理。陈瑞：可视化、软件、方法学、形式化分析。李熙宇：可视化、形式化分析。严春南：撰写——初稿、可视化、验证、软件、方法学、形式化分析
利益冲突声明
作者声明他们不存在任何可能影响本文报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
资金来源
本工作由乳制品国家技术创新中心[项目编号2024-KFKT-022]资助。资助方未参与研究设计、数据收集与分析、发表决策或稿件准备。
利益冲突声明
我们，以下署名的作者，在此声明我们不存在任何可能影响本文报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
严春南|Rui Chen|李熙宇|庞晓娜|金俊华|张红星|谢元红
