《Food Bioscience》：Screening and characterization of multifunctional
Limosilactobacillus fermentum strains from cheese and kimchi based on integrated immune, metabolic, and intestinal barrier properties
编辑推荐：
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通过巨噬细胞检测和主成分分析（PCA）从发酵奶酪和泡菜中筛选出了具有多种功能的 L. fermentum 菌株。
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通过巨噬细胞检测和主成分分析（PCA）从发酵奶酪和泡菜中筛选出了具有多种功能的 L. fermentum 菌株。
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根据免疫、代谢和黏附特性，筛选出了五种 L. fermentum 菌株。
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抑制剂实验表明 TLR4 参与了巨噬细胞的反应。
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L. fermentum 菌株增强了肠道屏障功能，并减少了 LPS 诱导的炎症。
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筛选出的菌株具有胃肠道耐受性，且未检测到溶血活性。
引言
乳酸菌（LAB）可以影响宿主的免疫反应，但不同菌株的效果各不相同。在 RAW264.7 巨噬细胞中，已有研究显示乳酸菌能够影响吞噬作用以及一氧化氮（NO）、活性氧（ROS）和细胞因子的产生（Kim 等，2025；Lee 等，2022；Lu 等，2024；Wang 等，2013）。即使是同一物种的不同菌株之间也存在差异，因此需要进行菌株水平的评估。
发酵食品被广泛用作具有潜在益生菌特性的乳酸菌的分离来源。在发酵过程中，乳酸菌会面临酸度变化、营养物质供应变化、渗透压 stress 以及来自其他微生物的竞争，并积累代谢产物。在这些条件下生长可能会导致代谢活性和 Stress 耐受性的差异。然而，从发酵食品中分离出的菌株并不一定具备理想的益生菌特性，因此必须单独进行评估。奶酪和泡菜在成分和发酵条件上存在显著差异。奶酪富含蛋白质和脂类，其微生物群落受酸度、水分活度、成熟条件以及微生物间相互作用的影响（Milani 等，2020）。泡菜主要由富含可发酵碳水化合物和植物化学物质的植物材料组成，其微生物组成和代谢产物谱在发酵过程中也会发生变化（Jung 等，2022）。因此，这两种食品都能作为功能性筛选的乳酸菌来源。
巨噬细胞的刺激是菌株筛选的一个方面，但仅凭这一活性不足以确定其益生菌潜力。还应考虑其他特性，如短链脂肪酸（SCFA）的产生以及与肠道上皮细胞的黏附能力。这些特性分别反映了细菌的代谢能力和与肠道上皮的相互作用（Celebioglu & Svensson, 2018；Mann 等，2024）。将它们与巨噬细胞反应结合起来评估，可以使候选菌株在多个活性指标上进行比较。
多株 Limosilactobacillus fermentum（L. fermentum）表现出免疫调节和与肠道屏障相关的活性（de Luna Freire 等，2024；Pérez-Cano 等，2010；Rodríguez-Sojo 等，2021）。例如，L. fermentum CECT5716 的免疫调节和抗炎特性已在体外实验、动物模型和临床研究中得到研究（Rodríguez-Sojo 等，2021）。其他菌株的研究也考察了上皮通透性、黏附性和紧密连接相关特性。然而，这些效应在不同菌株之间存在差异。L. fermentum AGR1487 降低了 Caco-2 细胞的屏障完整性（Sengupta 等，2015），这表明其对肠道上皮的影响并不一定是积极的。这些发现说明了同一物种不同菌株之间的功能差异。对于从食品中分离出的乳酸菌，评估免疫反应、代谢特性和上皮相互作用可以为候选菌株的选择提供额外信息。所选菌株是否还能保护上皮屏障功能，需要进一步研究。
对于选定的菌株，需要进一步实验来研究巨噬细胞反应涉及的信号通路及其对肠道上皮的影响。Toll样受体（TLRs）能够识别微生物信号并通过包括 MAPK 和 NF-κB 在内的途径调节先天免疫反应（Wang 等，2022）。TLR4 是一个值得关注的受体，因为它在调节炎症介质中起作用。仅通过观察通路相关基因表达的变化不足以确定其作用机制，而将基因表达分析与受体抑制相结合可以帮助评估其对观察到的反应的贡献。还可以测量上皮抵抗性和紧密连接相关标志物，以评估选定菌株对肠道屏障功能的影响。
在本研究中，最初使用巨噬细胞检测方法筛选了 123 株来自奶酪和泡菜的潜在乳酸菌。随后对这些候选菌株进行了免疫相关反应、代谢特性及其对肠道上皮细胞黏附能力的评估。通过主成分分析（PCA）结合了九个标准化的功能指标对候选菌株进行排序。排名前三的菌株均为 L. fermentum，进一步研究了它们与 TLR4 相关的巨噬细胞反应、肠道屏障相关效应、胃肠道耐受性和安全性等相关特性。本研究旨在根据其功能表现从发酵食品中筛选出有潜力的乳酸菌候选株，并进一步表征所选菌株的免疫相关和上皮屏障活性。
章节片段
材料与试剂
De Man, Rogosa 和 Sharpe (MRS) 培养基从广东焕凯生物科技有限公司（广州，中国）购买。高葡萄糖杜尔贝科改良鹰氏培养基（DMEM）、胎牛血清（FBS）和无菌磷酸盐缓冲盐水（PBS，0.01 M，pH 7.2 - 7.4）从 Servicebio（武汉，中国）购买。脂多糖（LPS）从 Sigma-Aldrich（圣路易斯，MO，美国）购买。细胞计数试剂盒-8（CCK-8）以及一氧化氮和中性红试剂从 Beyotime 购买。
对细胞增殖和吞噬作用的影响
由于巨噬细胞对微生物刺激的反应包括增殖和吞噬作用，因此使用这些指标对乳酸菌进行了初步筛选（Braunstein 等，2025；Shin 等，2025）。共测试了 123 株乳酸菌，其中 21 株来自奶酪，102 株来自泡菜。尽管添加了相同成分，不同菌株之间的反应存在显著差异（表 1 和 2）。
结论
本研究开发了一种综合的功能筛选策略，用于从发酵食品中鉴定具有免疫调节活性的乳酸菌。关键的科学贡献是，五种筛选出的 L. fermentum 菌株具有增强免疫和维持肠道屏障的双重保护作用。机制证据表明，这些菌株的免疫调节作用与 TLR4 介导的 MAPK/NF-κB 信号通路相关。此外，这些菌株还可以...
CRediT 作者贡献声明
Shijin Xiong： 方法学研究。 Xiaoyan Xu： 方法学研究。 Huiyu Li： 原稿撰写、可视化、方法学研究、数据管理、概念构建。 Mingyong Xie： 监督、项目管理。 Tao Xiong： 监督、资源管理、资金获取。 Min Jia： 监督、项目管理。 Fang Ma： 原稿撰写与编辑。 Tao Wei： 原稿撰写与编辑。 Mingwei Zhao： 原稿撰写与编辑。 Yazhou Xu：
Fitzgerald 和 Kagan, 2020; Gao 等, 2022; Liu 等, 2023; Mamilos 等, 2023; Noh 等, 2022; Xu 等, 2025; Xu 等, 2025.
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFF1105405）、南昌大学食品科学与资源国家重点实验室的研究项目（项目编号 SKLF-ZZA-202512）、江西省农业研究体系（项目编号 JXARS-04）以及江西省地方科技发展指导基金（20252ZDD020002）的支持。
作者列表：Huiyu Li | Xiaoyan Xu | Shijin Xiong | Tonghao Du | Yazhou Xu | Mingwei Zhao | Tao Wei | Fang Ma | Min Jia | Tao Xiong | Mingyong Xie
