综述:魏塞尔菌属(Weissella):一个多面手基因属,能否为下一代生物治疗技术奠定基础?
《Antonie van Leeuwenhoek》:Weissella: A multifaceted genus making the way for next-gen biotherapeutics?
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时间:2026年04月15日
来源:Antonie van Leeuwenhoek 1.8
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摘要:近几十年来,人们对下一代益生菌的探索使人们关注到了非传统的乳酸菌,其中Weissella属展现出了多方面的健康益处。Weissella属的菌种,如Weissella cibaria、Weissella confusa和Weissella koreensis,传统上存在于发酵
摘要:近几十年来,人们对下一代益生菌的探索使人们关注到了非传统的乳酸菌,其中Weissella属展现出了多方面的健康益处。Weissella属的菌种,如Weissella cibaria、Weissella confusa和Weissella koreensis,传统上存在于发酵食品和其他生态环境中,具有令人欣慰的益生菌特性,如在胃肠道条件下的强生存能力和调节宿主健康的能力。本综述重点介绍了Weissella菌株的各种健康益处,包括它们通过产生有机酸、过氧化氢和细菌素(如weissellicin)所表现出的抗菌活性,这些物质可以抑制革兰氏阳性和革兰氏阴性病原体的生长。多项研究报道了Weissella的抗癌特性,某些菌株能够诱导癌细胞系凋亡并表现出抗增殖作用。此外,Weissella属菌株还会分泌抗氧化化合物,清除自由基并抑制氧化应激,而氧化应激是慢性疾病的重要致病因素。Weissella还能通过吸收胆固醇来降低血清胆固醇水平,从而在心血管健康管理中发挥作用。展望未来,基于Weissella的生物制剂开发为预防和治疗感染、代谢紊乱、炎症和癌症提供了令人兴奋的机遇。尽管Weissella属具有这些令人期待的属性,但某些菌株仍存在一些安全问题,需要在临床使用前进行仔细评估。未来还需要进行体内和临床研究,以阐明其获得全面监管批准的机制。
引言:健康的人类肠道中栖息着数万亿的益生菌微生物,它们在消化、免疫调节、营养合成和抵御病原体方面发挥着基础性作用。当这种微生物平衡因高抗生素使用、不良饮食、压力、疾病或环境毒素等因素而被打破时,有害细菌可能会繁殖,有益微生物的数量会减少。人体肠道微生物群的失调与多种健康问题有关,如抗生素相关性腹泻(AAD)、炎症性肠病(IBD)、克罗恩病、代谢和心血管疾病,甚至结直肠癌(Kim等人,2019;Chandrasekaran等人,2024)。在健康女性中,阴道微生物群主要由乳杆菌属物种主导(Krauss-Silva等人,2014)。主导乳杆菌的减少和非乳杆菌属病原菌的增加可能引发细菌性阴道病、阴道炎以及其他慢性炎症和免疫调节障碍,这些情况可能导致HPV感染进展为宫颈上皮内瘤变(CIN),进一步发展为浸润性宫颈癌(ICC)(Chee等人,2020;Kamble等人,2022;Jahi?等人,2022)。近年来,益生菌因其在调节肠道微生物群、降低血液胆固醇、与病原体竞争、增强肠道屏障功能、改善免疫反应和乳糖利用以及合成有益代谢物方面的作用而受到关注(Amara和Shibl,2015)。益生菌已被证实有助于缓解多种胃肠道疾病,包括炎症性肠综合征(IBS)、IBD和腹泻(Rau等人,2024)。它们在管理肥胖、糖尿病和代谢综合征等疾病方面也具有重要意义(Dobriyal等人,2024)。此外,益生菌及其代谢物具有抗癌活性。某些乳酸菌物种,如双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)等,表现出抗氧化和抗炎作用(Choi等人,2022;Saravanan等人,2023)。这些细菌产生的短链脂肪酸,如丁酸、丙酸和乙酸,对一种或多种癌症具有抗增殖作用(Kechagia等人,2013;Thananimit等人,2022)。此外,从乳杆菌属中纯化了多种细菌素,如salivaricin、nisin、enterocin和plantaricin(Mekala和Hasnath-Ansari,2023)。这些细菌素对多种机会性病原体具有抗菌活性(Mokoena,2017)。最近,这些益生菌还被研究用于提高化疗药物的疗效并减少其副作用(Rodriguez-Arrastia等人,2021;Waziri等人,2022)。尽管Weissella属具有这些有前景的属性,但某些菌株仍存在一些安全问题,需要在临床使用前进行仔细评估。未来还需要进行体内和临床研究,以明确其获得全面监管批准的机制。
Weissella属是一种革兰氏阳性、不形成孢子的球形或短杆状乳酸菌。该属最初被认为是Leuconostocaceae科的成员,后来被重新分类为Lactobacillaceae科下的独立属(Collins等人,1993)。诸如Leuconostoc paramesenteroides、Lactobacillus viridescens、Lactobacillus confusus、Lactobacillus kandleri、Lactobacillus minor和Lactobacillus halotolerans等物种都被归入Weissella属。基于菌落形态和生化测试识别Weissella属微生物较为困难,因为它们与其他乳杆菌或链球菌属物种相似。然而,16s rRNA测序是区分Weissella与其他属的最佳方法(Kamboj等人,2015)。近年来,由于其明确的益生菌特性和其他健康益处,Weissella属变得非常重要(图1)。它在食品、医疗和制药行业得到了应用(Kavitake等人,2020)。据报道,某些Weissella物种通过产生细菌素、有机酸、过氧化氢和其他功能化合物具有抗菌潜力(Singh等人,2024)。
图1:不同Weissella物种的健康益处。该图总结了Weissella物种所报道的生物活性,包括抗菌、抗癌、抗氧化、抗炎和降胆固醇作用,以及它们在促进阴道健康方面的潜在作用。这些活性主要归因于它们产生的生物活性代谢物,如有机酸、细菌素和其他功能性化合物。目前,由于Weissella物种的益生菌、抗炎和抗癌特性,几种Weissella物种(如W. confusa(Lakra等人,2020)、W. cibaria(Lakra等人,2020)和W. paramesenteroides(Yadav等人,2022)已被详细研究。该属的其他物种还包括W. fabalis(Snauwaert等人,2013年)、W. koreensis(Kim等人,2024年)、W. viridescens(Wouters等人,2013年)、W. beninensis(Padonou等人,2010年)、W. uvarum(Nisiotou等人,2014年)、W. kimchii(Choi等人,2002年)、W. cibaria(Bjorkroth等人,2002年)、W. confusa(Robert等人,2009年)、W. thailandensis(Suwannaphan,2021年)、W. hellenica(Chen等人,2012年)、W. ghanensis(De Bruyne等人,2008年)、W. kandleri(De Bruyne等人,2008年)、W. hanii(Jeong等人,2011年)、W. salipiscis(Tanasupawat等人,2006年)、W. jogaejeotgali(Lee等人,2015年)以及W. oryzae(Tohno等人,2013年),这些物种均从发酵产品中分离得到;W. paramesenteroides(Yadav等人,2022年)、W. sagaensis(Li等人,2020年)和W. confusa(Onur和?nlü,2023年)是从乳制品中分离得到的;W. minor(Kandler等人,1983年)和W. halotolerans(Kandler等人,1983年)是从肉制品中分离得到的;W. cryptocerci(Heo等人,2019年)、W. ceti(Pereira等人,2022年)、W. tructae(Pereira等人,2022年)、W. bombi(Praet等人,2015年)、W. muntiac(Lin等人,2020年)和W. diestrammenae(Oh等人,2013年)是从动物或昆虫中分离得到的;W. soli(Magnusson等人,2002年)是从土壤中分离得到的。此外,一些物种如W. confusa(Lee等人,2012年)、W. cibaria(Lee等人,2012年)、W. kimchii(Jin等人,2007年)、W. viridescens(Silvester和Dicks,2003年)以及W. paramesenteroides(Rubio等人,2014年)是从人类身上分离得到的(图2)。这些多样的来源凸显了该属的生态多样性及其在食品发酵和益生菌研究中的潜在重要性。
图2:从多种来源分离出的Weissella物种的图形表示(使用Canva制作)。示意图展示了Weissella物种被分离出的不同生态来源,包括发酵食品、乳制品、蔬菜、传统发酵面团、环境样本以及与人类相关的生态位,如胃肠道和阴道微生物群。
### Weissella的抗菌活性
多项研究评估了益生菌对多重耐药(MDR)病原体的影响,特别是某些乳酸菌物种的益生菌和抗菌潜力(Abdul-Rahim等人,2021年;Moon等人,2022年;Qian等人,2020年;Xiu等人,2020年;Layus等人,2020年)。此外,还评估了W. confusa、W. cibaria、W. paramesenteroides等Weissella物种的益生菌和抗菌活性。在一项体外研究中,来自乳制品分离株W. confusa K3的无细胞上清液(CFS)通过抑制blaTEM(β-内酰胺酶)基因,抑制了产生广谱β-内酰胺酶的尿路致病性大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌的生长,但CFS中的生物活性化合物未被鉴定(El-Mekkawy等人,2023年)。另一项研究表明,W. confusa DD_A7在Agar扩散实验中对大肠杆菌具有抑制作用(Keeratikunakorn等人,2023年)。W. confusa MD1和W. cibaria MD2观察到能够附着在黏膜表面和肠上皮细胞HT-29上。这些菌株不具有溶血性、无毒,并且对抗生素敏感,因此使用时是安全的。然而,主要限制在于它们仅针对食品病原体的抗菌活性进行了评估,缺乏关于其生物活性化合物的信息以及体内研究数据(Lakra等人,2020年)。从泡菜中分离出的W. cibaria P-8在体外对肠道病原体表现出显著的抗菌活性,尤其是对多重耐药的E. coli B2。研究表明,W. cibaria P-8通过调节炎症细胞因子,减少了由多重耐药E. coli B2感染引起的肠道炎症(Liu等人,2024年)。W. cibaria P-8还被报道能够在肠道内定植并增加多种有益肠道微生物的数量,特别是普雷沃氏菌(Liu等人,2024年)。从生姜中分离出的W. confusa Cys2-2产生了一种细菌素,对实验室和美国类型培养物收藏(ATCC)中的沙门氏菌、志贺氏菌、大肠杆菌及多种革兰氏阴性肠道细菌具有抗菌活性。然而,该研究仅限于体外实验,缺乏体内研究及Cys2-2对临床多重耐药病原体作用的数据(Tenea和Lara,2019年)。从泡菜中分离出的W. confusa DD_A7通过诱导氧化应激表现出抗菌活性,从而抑制了病原体的发展(Dey等人,2019年;Zhao等人,2023年)。从污水处理厂分离出的W. confusa UPM22MT04的上清液用于生产氧化锌纳米颗粒,其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)ATCC 700699和ATCC 33742株显示出广谱杀菌和抗菌活性,最小抑制浓度分别为0.625 mg/ml和1.25 mg/ml(AL-Tameemi等人,2023年)。
LAB菌株W. confusa AI10、Limosilactobacillus fermentum AI2和Lactiplantibacillus plantarum 86的抗菌活性针对临床病原体E. coli NG50212和S. aureus AY507047进行了测试,以评估其在食品工业中的安全性(Shah等人,2016年)。Weissella物种也表现出广谱抗菌活性。从韩国食品Sikhae中分离出的SNUL2对60种不同的细菌菌株表现出显著的抑制活性,主要是食源性病原体。观察到的抗菌活性可能是由C??家族中的多种蛋白质引起的,其中包括肽聚糖内肽酶和N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰胺酶型蛋白质前体(Han等人,2024年)。最近的研究发现,W. confusa WIKIM51对感染阴道上皮细胞的白色念珠菌具有明显的抗真菌活性,通过抑制白色念珠菌的生长并减少抗炎细胞因子,其效果与已知的益生菌Lactobacillus reuteri和Lactobacillus rhamnosus相当(Lee等人,2024年)。此外,Weissella物种已被证明可以通过阻止病原体(包括白色念珠菌和大肠杆菌)的作用、产生过氧化氢、附着在阴道上皮细胞上并形成保护性微生物屏障来促进阴道健康(Lee,2005年)。W. confusa PL9001被报道能够通过与这些病原体的共聚集作用,抑制泌尿生殖道病原体如白色念珠菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和耐万古霉素的粪肠球菌的生长和增殖,同时也抑制了病原体对T24膀胱上皮细胞的附着(Lee,2004年)。另一种菌株W. confusa GCC_19R1对革兰氏阴性细菌Cedecea davisae、Acinetobacter johnsonii、Stenotrophomonas maltophilia和Achromobacter spanius表现出抗菌活性(Nath等人,2021年)。从W. cibaria EIR/P-2中提取的粗多糖(EPS)对链球菌mutans ATCC 25175表现出强烈的抗菌和抗生物膜活性(Kibar等人,2020年)。在已知的Weissella物种中,W. confusa产生的抗菌EPS量较多(Teixeira等人,2021年)。尽管多项研究报道了不同Weissella菌株在体外水平上的抗菌活性,但缺乏关于选定菌株的抗菌谱、非溶血活性、生物活性化合物的鉴定和动物模型验证的详细数据。
除了EPS,一些Weissella菌株还产生其他抗菌化合物,如细菌素。细菌素是核糖体合成的肽,主要分为I类热稳定兰菌素(分子量<5 kDa)、II类(分子量<10 kDa)、III类热不稳定性(分子量>30 kDa)和IV类(多为N和C末端共价连接的环状肽)。I类细菌素进一步分为Ia类(兰菌素)、Ib类(迷路肽)和Ic类(sanctibiotics)。II类细菌素进一步分为IIa类(类乳杆菌素)、IIb类(双链肽)和IIc类(单链肽)。许多细菌素,如乳酸菌素、白乳球菌素、肽乳杆菌素和肠球菌素,主要来自乳酸菌、白柠檬酸乳杆菌、醋酸乳球菌和肠球菌物种,因其不同的功能活性而被报道。此外,文献中还报道了来自不同Weissella物种的细菌素(Singh等人,2024年)。表1展示了 beberapa LAB菌株产生的weissellicins和细菌素的比较细节。大多数weissellicins属于IIa类和b类,并具有杀菌活性。然而,除了抗菌活性之外,关于它们的其他治疗活性的信息有限。
两种新纯化的细菌素,即细菌素7293A和细菌素7293B,从W. hellenica BCC 7293中分离得到,对食源性病原体表现出广谱抗菌活性(表1)。这两种细菌素显著抑制了革兰氏阳性细菌如Bacillus circulans JCM 2504 T、Enterococcus faecalis JCM 5803 T、Staphylococcus aureus ATCC 25923、Listeria monocytogenes ATCC 19115;以及革兰氏阴性细菌如Aeromonas hydrophila B1 AhB1、E. coli ATCC 25922、P. aeruginosa ATCC 27853和Salmonella typhimurium DMST 0562的生长(Woraprayote等人,2015年)。从W. hellenica D1501中分离出的热稳定weissellicin D细菌素抑制了多种革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的生长,如乳酸菌属、E. coli OP50、B. cereus ATCC 11778、B. subtilis ATCC 6633、P. aeruginosa PAO1、Listeria monocytogenes CMCC 54004,以及真菌和霉菌如Saccharomyces cerevisiae ATCC 26603、Debaryomyces hansenii ATCC 4143和C. albicans CMCC 28001(Chen等人,2014a,b)。Weissella物种产生的其他细菌素包括来自W. paramesenteroides DX的weissellicin A(Papagianni和Papamichael,2011年);来自W. cibaria 110的weissellicin 110(Srionnual等人,2007年);来自W. hellenica QU13的weissellicin M和weissellicin Y(Masuda等人,2012年);以及来自W. hellenica 4–7的weissellicin L(Leong等人,2013年)。尽管这些细菌素已被充分表征,具有热稳定性,并对多种食源性病原体具有抗菌和抗真菌活性,但仍需要在动物模型和临床病原体中进行进一步研究,以证明它们作为候选生物治疗药物的潜力。
细菌素的作用机制尚未完全明了。然而,预计Weissella或非Weissella来源的细菌素主要通过细胞壁中的离子通透孔形成来抑制病原体,导致膜破裂。因此,细胞内K+离子、DNA和RNA的泄漏会导致能量梯度耗散,最终导致细胞死亡(Zacharof和Lovitt,2012年;Malik等人,2021年)。Weissellicin LM85通过M. luteus MTCC106细胞中的孔形成诱导K+离子外流;从Weissella菌株中分离出的细菌素7293A和B通过在靶细胞质膜中创建亲水区域来抑制病原体的生长,从而使得必要的细胞分子外流,导致细胞死亡(Papagianni和Papamichael,2011年;Woraprayote等人,2015年)。
从Weissella confusa LM85中纯化的weissellicin LM85被报道对病原体如Micrococcus luteus MTCC106和Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium ATCC13311表现出多方面的抗菌活性。它通过创建pH梯度、破坏细胞膜完整性、钾离子泄漏、细胞质内容物泄漏、基因组DNA片段化和靶细胞形态改变来抑制病原体的生长。这些发现表明weissellicin LM85是一种潜在的天然抗菌细菌素,可用于控制病原体感染。根据大小和作用机制,所有细菌素可以是杀菌性的(致死性的),或者是抑菌性的(抑制生长)(Nes等人,2007年)。
### Weissella的抑制增殖活性
多项研究调查了不同Weissella物种的益生菌潜力和抗癌活性。一种含有WIKIM28(一种从韩国食品泡菜中分离出的活性成分)的药剂配方因显著缩小了膀胱癌、乳腺癌、黑色素瘤和甲状腺癌等肿瘤的大小而获得专利(Chin,2021年)。它显著减少了小鼠中CT26诱导的结直肠癌,在16天内减少了2.3倍。同样,W. cibaria WIKIM28处理后,小鼠中的MC38诱导的结直肠癌在12天内减少了16.3倍(Choi和Yun,2019年)。W. cibaria和L. plantarum被报道通过减少炎症细胞因子、抑制致癌酶的表达和调节免疫系统来预防癌症(Kwak等人,2014年)。从Kimchi中分离出的W. cibaria JW15的EPS通过上调CD69标记物增强了C57BL/6小鼠中的自然杀伤(NK)细胞活性(Oh和Lee,2021年)。临床研究表明,非糖尿病个体每天摄入W. cibari JW15可提高NK细胞的细胞毒性,这对预防癌症至关重要(Lee等人,2018年)。另一项研究报道,从W. cibaria D-2中分离出的EPS通过凋亡机制在结直肠癌细胞SW480和HT26中表现出抗癌活性。EPS(来自D-2)通过G0/G1阶段的细胞周期停滞抑制了SW480和HT26细胞系的生长,并且即使在高浓度下也对NCM460原代细胞线无毒。EPS-D2还通过Fas/FasL介导的途径在HT26细胞系中显著促进了凋亡。这一机制在HT26异种移植裸鼠体内得到了进一步验证,EPS-D2在不会影响小鼠体重和重要器官的情况下抑制了肿瘤生长(Du等人,2023年)。在另一项研究中,来自W. cibaria p3B的CFS显示出对抗宫颈癌细胞系HeLa和结直肠癌细胞系Caco-2的抗癌活性,并且对原代人肠细胞系INT-407无毒(Ankaiah等人,2021年)。其他Weissella物种,如W. thailandensis PC79-5、W. thailandensis KC81-2、W. cibaria PC86-2、W. confusa MSMC57-2和W. paramesenteroides MSMC63-2,能够在巨噬细胞J774A.1细胞系中诱导白介素-12(IL-12)的产生,这对于杀死癌细胞非常重要(Thamacharoensuk等人,2017年)。W. cibaria的EPS也被发现有助于伤口愈合和修复Caco-2细胞中的DNA损伤(Kahraman-Ilikkan等人,2024年)。W. confusa J4-1通过p53-p21轴在G1期诱导细胞周期停滞,从而显示出对抗结直肠癌细胞系HCT-29的抗癌活性(Liu等人,2023年)。W. confusa 163.P5.8能诱导细胞凋亡以抑制Caco-2细胞的生长,但需要在体外和体内水平上进一步评估其机制(Er等人,2015年)。此外,从共生发酵豆奶中分离出的W. cibaria FB069通过下调与炎症相关的重要标志物的转录来抑制Caco-2和HCT-29结直肠细胞系的增殖(Le等人,2020年)。从W. paramesenteroides MN2C2的EPS中分离出的纳米颗粒也被发现对Caco-2(结直肠)、HepG-2(肝脏)和MCF-7(乳腺)癌细胞系有效(Amer等人,2021年)。从W. paramesenteroides MN2C2中分离出的L-天冬酰胺酶被评估其对HepG-2、MCF-7和肺癌细胞系A549的抗癌和抗氧化活性(Amer等人,2021年)。从中国酸菜中分离出的W. cibaria MW01通过减少LPS诱导的炎症刺激下Caco-2细胞系中的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IL-6和IL-8的产生,同时恢复了受到LPS处理的Caco-2细胞单层的完整性。它还通过NF-κB介导的MLCK-pMLC途径调节炎症反应和紧密连接蛋白表达,防止肠道屏障上皮功能的破坏(Huang等人,2020年)。
在印度,关于Weissella物种抗癌活性的研究有限。然而,有一项研究报告称,W. cibaria RK-3-1的CFS上调了结肠癌细胞系HT-29和永生化人类胚胎肾细胞系HEK-293中的Bad、细胞色素-c、caspase-3、Bcl2和BAX基因。在CFS中鉴定出的生物活性化合物包括filicinic酸、二丁基邻苯二甲酸酯和4H-吡喃-4-酮-2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基,这些化合物在分子对接研究中显示出显著的抗癌活性(Manoharan等人,2024年)。CFS以22.5±1.3 μg/ml的IC50值抑制了HT-29的增殖,但对HEK-293细胞系的增殖没有影响(Manoharan等人,2024年)。另一项研究报道了W. paramesenteroides MYPS5.1的EPS的益生菌潜力及其与周期蛋白依赖性激酶(CDKs)的稳定相互作用(Yadav等人,2022年)。在30名不同癌症(9例结直肠癌、9例乳腺癌、1例胰腺癌和1例胃癌)患者的8周益生菌治疗期间,粪便样本中的Weissella数量显著增加,这与治疗前的情况相比(入院时),表明患者的生活质量有所改善(Kwon等人,2021年)。最近的研究报告称,在50 μg/ml浓度下,W. confusa的CFS在HT29细胞系中诱导了57.25%的细胞凋亡和16.92%的坏死性凋亡(Sreelakshmi等人,2025年)。尽管许多研究表明不同Weissella物种具有良好的抗增殖潜力,但这些研究大多仅限于体外实验,因此需要在适当的动物模型中进一步探索和验证。此外,少数研究报道了Weissella物种的致病性,在肺癌患者中其数量显著增加(p=0.009),这表明它们可能参与肺癌的进展(Zhuo等人,2020年)。因此,需要进行深入研究以阐明Weissella物种在体内和临床水平上的安全性。
**Weissella的抗氧化活性**
抗氧化剂是通过防止有害自由基、过氧化氢和其他过氧化物的形成来减缓或阻止氧化的化合物。由氧气生成的自由基具有极强的反应性,可能会损害生物分子,导致细胞损伤和死亡(Chandimali等人,2025年)。我们的身体由天然抗氧化剂如谷胱甘肽、抗坏血酸和生育酚以及超氧化物歧化酶等酶保护。合成抗氧化剂,包括丁基化羟基茴香醚(BHA)、丁基化羟基甲苯(BHT)和丙基没食子酸酯,虽然有效,但可能导致不良影响,如肝损伤和潜在的癌症风险(Kakade等人,2024年)。因此,来自乳酸菌(LAB)的外多糖(EPS)等天然抗氧化剂被认为是更安全的选择,毒性较低且可能具有健康益处(Adebayo-Tayo等人,2018年)。多种Weissella物种产生的EPS具有抗氧化特性,可能在食品和治疗领域有应用潜力。从W. cibaria EIR/P-2中提取的粗EPS通过清除自由基表现出抗氧化作用(Kibar等人,2020年)。W. confusa MD1和W. cibaria MD2分别具有显著的1,1-二苯基-2-吡啶基肼(DPPH)清除活性,分别为69.15%和74.34%,以及脂质过氧化抑制活性,分别为64.14%和70.04%(Lakra等人,2020年)。W. cibaria MTCC 5948在清除活性氧(ROS)方面表现出显著潜力(Unnikrishnan和Sreeja,2025年)。W. confusa显著清除自由基(p<0.05),这一结果通过DPPH和2,2-偶氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸盐)(ABTS)方法得到确认,而抗坏血酸被用作阳性对照(Sreelakshmi等人,2025年)。W. cibaria JW15的自由基清除活性介于23.53%到60.85%之间,并且与Lactobacillus rhamnosus GG相比,还表现出33.31%的脂质过氧化抑制作用(Yu等人,2018年)。从嫩椰子中分离出的W. cibaria DMA 18及其提取的粗EPS分别表现出27%和33.55%的抗氧化特性(Amrutha等人,2019年)。W. confusa KR780676产生的半乳聚糖EPS显示出良好的抗氧化和抗衰老活性,并减少了ROS,这一点通过体外实验和基于酵母的体内模型(使用野生型及抗氧化突变型S. cerevisiae)得到了证实(Kavitake等人,2022年)。研究表明,半乳聚糖保护了酵母抗氧化突变体免受过氧化氢产生的细胞外氧化应激。研究了九种Weissella菌株的抗氧化活性(Liu等人,2025),使用DPPH和ABTS方法,其中两种W. confusa菌株91–3和91–5在ABTS测定中的自由基清除活性高于参考菌株L. rhamnosus GG和阳性对照Trolox。其他五种菌株W. viridescens 38–3、W. paramesenteroides 16–2以及W. confusa(69–3、92–2和106–5)在ABTS测定中显示出相似的结果。另一方面,在DPPH测定中,所有菌株的自由基清除活性均超过50%,其中阳性对照Trolox在200 μg/ml时的活性为42.15%,而LGG的活性为67.68%,与W. paramesenteroides 16–2(61.76%)非常接近(Liu等人,2025年)。
**Weissella的降胆固醇活性**
血液中高胆固醇水平与多种健康问题有关,如2型糖尿病、代谢综合征和心血管疾病(Khil等人,2023年)。多项研究表明,食用含有乳酸菌或双歧杆菌等益生菌的食物可以降低胆固醇水平(Rerksuppaphol和Rerksuppaphol,2015年)。Weissella物种也通过多种机制表现出降胆固醇活性,例如吸收或结合胆固醇。据报道,W. cibaria MTCC 5948在体外能够吸收53.11%的胆固醇(Unnikrishnan和Sreeja,2025年)。W. confusa MD1和W. cibaria MD2分别表现出67.11%和78%的降胆固醇活性(Lakra等人,2020年)。从骆驼粪便中分离出的W. halotolerans F99在喂食高脂肪饮食的Wistar大鼠体内显示出显著的降胆固醇活性。W. halotolerans F99显著降低了大鼠的总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白(Fhoula等人,2018年)。在另一项研究(Liu等人,2025年)中,W. viridescens 131–3显示出最高的胆固醇去除率,为25.53%,表明它具有作为降胆固醇药物的潜力。W. cibaria SCCB2306在含有胆固醇的液体培养基中可降低胆固醇78%(Daliri等人,2022年)。根据现有研究,可以推断Weissella物种具有强大的降胆固醇活性,有助于缓解高胆固醇血症。
**Weissella物种的未充分探索的特性**
除了上述特性外,还有些特性尚未得到充分研究。W. koreensis OK1-6在C57BL/6 J小鼠中的抗肥胖活性也进行了研究,这些小鼠接受了不同饮食(包括高脂肪饮食)12周。喂食含有W. koreensis OK1-6发酵泡菜的高脂肪饮食的小鼠显示出血清中脂肪酸合成酶、瘦素和胰岛素的水平降低,以及肝脏X受体α(LXR-α)、固醇调节元件结合蛋白2(SREBP2)、硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(SCD-1)、过氧化物酶体增殖激活受体γ(PPAR-γ)和肉毒酰基转移酶I(CPT-1)的mRNA表达降低(Park等人,2012年)。四种来自人类的LAB在喂食高脂肪饮食8周的C57BL/6 J肥胖小鼠中评估了其抗肥胖活性。其中,W. cibaria MG5285通过调节AMPK/ACC途径表现出最高的抗肥胖活性。它还通过防止体重增加和改善葡萄糖及脂质代谢来预防脂肪肝(Choi等人,2021年)。含有W. confusa TOKAI 2的豆奶酸奶与其他12种LAB相比表现出最高的α-淀粉酶抑制作用,因此具有抗糖尿病活性,但仍需要进一步动物研究来证实这一结论(Nakashima等人,2022年)。W. paramesenteroides WpK4通过调节肠-脑轴降低海马区炎症细胞因子IL-1b和IL-6的水平,从而减轻了压力下的C57BL/6 J雌性小鼠的焦虑和抑郁行为(Sandes等人,2020年)。W. confusa F213的前处理显著减轻了由硫酸葡聚糖(DSS)诱导的Wistar雄性大鼠的体重减轻、腹泻和直肠出血等症状,还减少了促炎细胞因子TNF-α的损伤和浸润,同时改善了黏膜完整性,因此在缓解结肠炎方面可能发挥重要作用(Sujaya等人,2023年)。在一项人类随机对照试验中,连续12天服用W. cibaria CMS1显著增加了唾液免疫球蛋白A的水平,同时降低了TNF-α。该研究还报告W. confusa通过增加Firmicutes和Actinobacteria的数量,同时减少Bacteroidetes和Fusobacteria的数量,从而调节了肠道菌群多样性(Park等人,2024年)。
已经进行了大量研究来探索下一代益生菌(NGPs),如Akkermansia muciniphila和Faecalibacterium prausnitzii物种。尽管这些NGPs最近因其在治疗和预防多种慢性疾病方面的潜力而受到关注,但人体试验仍然有限。因此,这些微生物的监管批准尚未获得。此外,某些限制因素限制了它们在市场上的使用,例如缺乏适当的储存和培养这些对氧气敏感的微生物的方法(Al-Fakhrany等人,2024年)。相反,一些Weissella物种,如W. confusa、W. cibaria、W. paramesenteroides和W. halotolerans,作为新的益生菌候选物正在研究中,并在临床前和临床水平上显示出多种健康益处。因此,新的Weissella菌株也可以被纳入下一代益生菌中,而且在充分评估其在动物和人类中的安全性后,Weissella属可以被视为下一代生物治疗剂。
**结论**
Weissella物种具有出色的有益特性,如抗菌、降胆固醇和抗增殖作用,并有可能产生治疗性生物活性化合物。基于越来越多的科学证据表明Weissella物种的益生菌治疗潜力,它作为下一代生物治疗剂的有希望的候选者脱颖而出。尽管迄今为止的临床前研究结果令人满意,但还需要进一步深入工作来克服将其确立为安全有效的益生菌附加剂的挑战。其他需要解决的挑战包括选择和优化潜在菌株、标准化剂量方案,并阐明它们对宿主微生物群的影响。需要进行大规模临床试验来证明Weissella的有效性和安全性,以及评估其与传统疗法的协同作用。解决这些问题对于将基于Weissella的干预措施从实验室转化为临床应用至关重要。
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