《Food Bioscience》:Cell-Free Supernatant of
Lactiplantibacillus plantarum YH001: A Complex Antimicrobial Preparation with Antibacterial and Antibiofilm Activity Against Multidrug-Resistant
Listeria monocytogenes NH1
编辑推荐:
•L. plantarum YH001 的细胞培养滤液(CFS)对多重耐药的 L. monocytogenes NH1 具有抑制作用。•YH001 CFS 在生物膜形成过程中及成熟后均能减少其生物量。•CFS 与抗生素联用可增强对 NH1 的生长抑制效果。•运输、代谢和应激反应相
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L. plantarum YH001 的细胞培养滤液(CFS)对多重耐药的 L. monocytogenes NH1 具有抑制作用。
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YH001 CFS 在生物膜形成过程中及成熟后均能减少其生物量。
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CFS 与抗生素联用可增强对 NH1 的生长抑制效果。
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运输、代谢和应激反应相关基因的表达存在差异。
引言
多重耐药的 Listeria monocytogenes 对食品安全和公共卫生构成双重威胁:它能在冷藏的即食食品中繁殖,并在加工环境中持续存在,导致食品反复受到污染(Bolten et al., 2024; Bucur et al., 2023),同时多重耐药性感染限制了可用的抗菌措施,增加了临床治疗的复杂性(Charlier et al., 2017; Moura et al., 2024)。这一问题因在整个食品链中持续检测到多重耐药的 L. monocytogenes 而更加严峻。一项系统综述和荟萃分析显示,从肉类及肉制品中分离出的 L. monocytogenes 中,多重耐药性的检出率为 22.97%(Tayeb et al., 2023)。在不同地理区域也发现了多重耐药性的分离株。在南非,从即食食品中分离出的 L. monocytogenes 中,58.3% 被归类为多重耐药性菌株(Kayode & Okoh, 2022)。在意大利,从食品和食品加工环境中分离出的 269 株菌株中有 235 株(87.36%)表现出多重耐药性(Rippa et al., 2024)。在中国,2012 至 2022 年的全国食品监测在 8,344 株 L. monocytogenes 中发现了 34 株获得多重耐药性的菌株(0.41%),这些菌株分布于 18 个省级地区(Li et al., 2025)。综上所述,与食品相关联的多重耐药性 L. monocytogenes 在地理上广泛分布,尽管其检出率在不同地区和监测环境间存在显著差异。
乳酸菌(LAB)能产生有机酸、基于蛋白质或肽的抗菌物质以及其他胞外代谢产物,这些物质可单独或协同作用以对抗食源性病原体,使乳酸菌及其代谢产物成为食品生物防腐的潜在天然资源(Divsalar et al., 2025; Hernández Figueroa et al., 2024; Mukherjee et al., 2026; Zapa?nik et al., 2022)。天然发酵食品中含有丰富多样的本地乳酸菌,因此是筛查具有抗李斯特菌活性的菌株的重要来源(Grujovi? et al., 2022; Son et al., 2025)。然而,不同菌株之间的胞外代谢产物组成及其抗菌效能存在显著差异(K?ska et al., 2025; Qiao et al., 2025)。其中,Lactiplantibacillus plantarum 广泛存在于植物来源的发酵食品中,其无细胞的上清液(CFS)中含有生长过程中产生的多种代谢产物,这使其成为研究菌株特异性抗菌活性的有用试剂。
尽管 L. plantarum 的 CFS 已被证明对多重耐药的 L. monocytogenesL. plantarum 的 CFS 与常规抗生素是否对这些菌株有协同作用也尚未澄清。为了解决这些问题,我们评估了 YH001 CFS 对基因特征明确的多重耐药性菌株 NH1 的抗菌活性及其与抗生素的相互作用,并分析了该菌株在接触 CFS 时的转录响应。
在这项研究中,从天然发酵泡菜液中分离出 75 株乳酸菌,并进一步测试了它们对五种食源性病原体以及多重耐药的 L. monocytogenes NH1 和耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA M3)的抗菌作用。L. plantarum YH001 因其广谱抗菌活性(包括对耐药菌株的抗菌效果)而被选中。我们的目标是确定 YH001 作为抗菌代谢产物的产生菌,并评估其 CFS 的体外抗菌潜力,以探讨其在食品生物防腐中的应用。我们还研究了该菌株的酸耐受性和胆汁耐受性、在模拟胃肠道条件下的存活能力以及初步的安全性评估,为未来对该活菌株的研究打下基础。CFS 的评估内容包括:(i) 抗菌效力和物理化学性质,(ii) 对 NH1 生物膜和细胞超微结构的影响,(iii) 与三种抗生素的相互作用,以及 (iv) NH1 的转录响应。
章节片段
细菌菌株、培养基和培养条件
乳酸菌是从天然发酵泡菜液中分离出来的。作为初步筛选的指示菌株,使用了 Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853、Listeria monocytogenes ATCC 19115、Salmonella enterica H9812、Staphylococcus aureus ATCC 25923 和 Vibrio parahaemolyticus ATCC 17802。
多重耐药的 L. monocytogenes NH1 和耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)M3 被用作评估候选菌株抗菌活性的目标菌株。
具有广谱抗菌活性的乳酸菌菌株的初步筛选
从发酵蔬菜液中总共分离并纯化了 75 株乳酸菌。这些菌株对五种指示病原体的抗菌活性存在显著差异(表 S2A)。这种差异反映了乳酸菌抗菌活性的菌株和目标菌株依赖性,可能与抗菌代谢产物的产生及病原体的敏感性有关(K?ska et al., 2025; Qiao et al., 2025)。
为了筛选出具有较强抗菌能力的候选菌株...
结论
从天然发酵泡菜液中分离出的 L. plantarum YH001 产生的 CFS 在体外对多重耐药的 L. monocytogenes NH1 具有抗菌作用。冻干后的 CFS 比 pH 值匹配的培养基对照更有效,能够减少生物膜生物量,并导致细胞超微结构发生变化。棋盘阵列实验显示,CFS 与氯霉素和环丙沙星之间存在叠加作用,可能与四环素具有协同作用。全基因组分析进一步证实了这一结论。
CRediT 作者贡献声明
He Zhifei:撰写 – 审稿与编辑、验证、数据整理。He Yan:撰写 – 审稿与编辑、监督、资源管理、方法论设计、概念构思。Zhu Yonghong:撰写 – 原稿撰写、可视化处理、方法论设计、实验设计、数据整理、概念构思。
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。
本研究中生成的原始 RNA-seq 数据已存储在 NCBI Sequence Read Archive 中,生物项目编号为 PRJNA1265440。Lactiplantibacillus plantarum YH001 的基因组序列已存入 GenBank,编号为 CP169291.1。
? 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。
Yonghong Zhu | Zhifei He | He Yan