一种源自热带发酵食品的植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum SP055）通过协调调节肠道微生物群和肠道屏障功能，缓解了由DSS（二硝基磺酸钠）引起的结肠炎
《Food Bioscience》：A tropical fermented-food-derived Lactiplantibacillus plantarum SP055 alleviates DSS-induced colitis through coordinated regulation of gut microbiota and intestinal barrier function
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臧建伟|史一博|郝晓通|范晓|寇一萌|张万祥|肖璐瑶|徐昌|林涛|芮欣|甘丹|李伟中国江苏省南京市南京农业大学食品科学与技术学院三亚研究院，邮编210095摘要益生菌干预被认为是一种潜在的有效策略，可用于缓解肠道炎症。然而，热带乳酸菌的益处及其减少肠道炎症的机制尚未完全明了。本研
臧建伟|史一博|郝晓通|范晓|寇一萌|张万祥|肖璐瑶|徐昌|林涛|芮欣|甘丹|李伟
中国江苏省南京市南京农业大学食品科学与技术学院三亚研究院，邮编210095
摘要
益生菌干预被认为是一种潜在的有效策略，可用于缓解肠道炎症。然而，热带乳酸菌的益处及其减少肠道炎症的机制尚未完全明了。本研究探讨了从中国海南传统发酵酸竹笋中分离出的Lactiplantibacillus plantarum SP055对DSS诱导的小鼠结肠炎的影响。体外实验表明，SP055具有多种有益的益生菌特性，包括耐酸性和耐胆盐性、抗氧化活性以及抗菌能力。体内实验显示，SP055能够减轻DSS引起的体重下降，降低疾病活动指数，减少结肠缩短，并改善组织病理损伤。此外，SP055调节了炎症反应，显著降低了DSS诱导的血清IL-1β、IL-6和TNF-α水平，同时显著提高了抗炎细胞因子IL-4和IL-10的水平（P < 0.001）。SP055还增强了肠道屏障的完整性，表现为ZO-1、Claudin-1、Occludin和MUC2的表达增加，以及血清DAO和LPS水平的降低。在分子水平上，SP055影响了与TLR4/MyD88/NF-κB通路相关的特定炎症基因的表达（P < 0.05），并部分恢复了与屏障相关的基因和蛋白质的表达。此外，SP055还部分恢复了粪便中短链脂肪酸（如乙酸、丙酸和丁酸）的水平，这些脂肪酸在DSS处理后显著降低（P < 0.001）。它还改变了肠道微生物的多样性、分类组成和微生物生物标志物谱。总体而言，这些发现表明SP055对抗DSS诱导的结肠炎的作用与肠道微生物群、微生物代谢物、上皮屏障功能和炎症反应的协调调节有关。
引言
炎症性肠病（IBD），特别是溃疡性结肠炎（UC），是一种慢性且反复发作的肠道炎症性疾病，其发病率在全球范围内日益增加，对公共卫生构成了重大挑战（Wang等人，2024；Kaplan，2025）。传统上认为UC是一种免疫介导的疾病，但最近的证据表明，UC的发病机制涉及多种因素的复杂网络，包括上皮屏障的破坏、肠道微生物群的失调、微生物代谢活动的受损以及宿主免疫系统的过度激活（Peng等人，2024；Peng等人，2026）。该疾病发展的一个关键因素是上皮完整性的丧失。当紧密连接受损时，黏液层会受到影响，上皮的通透性增加，这使得有害物质（如脂多糖（LPS）更容易穿过屏障并激活TLR4/MyD88/NF-κB等炎症通路，从而加剧局部和全身炎症（Shi等人，2023）。
同时，肠道微生物群的失调通常伴随着短链脂肪酸（SCFAs）如乙酸、丙酸和丁酸的产生减少。这些SCFAs对于为上皮细胞提供能量、调节黏液产生和维持黏膜免疫平衡至关重要（Hays等人，2024；Mukhopadhya & Louis，2025）。通过GPR41和GPR43等受体，SCFAs帮助宿主感知微生物信号，并有助于稳定屏障和控制炎症（Macia等人，2015）。因此，研究特定功能菌株是否能够同时影响微生物代谢、维持屏障稳态和调节炎症信号传导，对于更好地理解益生菌在结肠炎中的干预作用至关重要。
乳酸菌（LAB）由于其安全性和在发酵中的广泛应用，是最有前景的功能性微生物之一。先前的研究表明，某些LAB菌株，如Lactiplantibacillus plantarum ZDY2013、Lactobacillus helveticus LZ-R 5和Lactobacillus rhamnosus CY12，可以通过抑制病原体定植、减少氧化应激、调节炎症细胞因子和增强屏障功能来减轻肠道炎症（Zhang等人，2024；Zheng等人，2024；Zhao等人，2025）。然而，这些效应的程度和机制在不同菌株之间存在显著差异。许多现有研究主要关注一般结果，如炎症细胞因子的减少，而对特定菌株如何共同调节肠道微生物结构、微生物代谢物、宿主屏障分子和炎症信号通路作为一个整体网络的系统理解仍然有限（Plichta等人，2019）。此外，尽管许多LAB菌株的功能已被报道，但从地区特异性发酵食品中新发现的菌株仍缺乏充分的表征，尽管它们具有潜在的生态适应性和代谢能力（Chen等人，2026a）。
对于源自热带发酵食品的菌株来说，这一问题尤为重要。这些食品中的微生物群落结构受到地理环境、温度、湿度和底物条件的强烈影响。热带地区，如海南，被认为是独特微生物资源的丰富储库。对海南传统发酵食品的研究表明，LAB是这些生态系统中的主要微生物成员，其中L. plantarum是主要的代表物种之一。此外，在热带发酵条件下，微生物代谢和生物合成通常更为活跃（Wu等人，2022a）。热带和非热带发酵食品的比较分析显示，热带样品通常具有更高的微生物多样性和显著的L. plantarum富集。此外，从热带地区分离出的L. plantarum菌株表现出更强的生长能力、更低的发酵终点pH值、更高的活菌计数以及几种功能相关氨基酸的积累增加。这些特征表明其具有更强的代谢活力和底物适应性（Chen等人，2026b）。此外，基因组和宏基因组分析表明，来自海南和其他热带地区的L. plantarum菌株可能表现出更高的单核苷酸多态性（SNP）丰度和独特的进化特征，这与它们对热带环境压力的适应性一致（Zhang等人，2021）。这些发现支持了热带发酵食品不仅是重要的区域微生物多样性储库，也是发现具有增强生态适应性和发酵相关代谢潜力的功能性LAB菌株的有希望来源的观点。
在本研究中使用的L. plantarum SP055菌株是从中国海南的传统发酵酸竹笋中分离出来的。在初步的体外实验中，SP055表现出耐酸性和耐胆盐性、良好的表面相关特性、抗氧化活性和抗菌潜力，表明它具备后续动物实验所需的基本益生菌特性。然而，尚不清楚SP055是否能在体内缓解DSS诱导的结肠炎，以及其保护作用是否与肠道微生物群、微生物代谢物、肠道屏障相关标志物和炎症反应的协调变化有关。因此，本研究使用DSS诱导的小鼠结肠炎模型进一步评估了SP055对疾病表型、组织病理损伤、炎症细胞因子、屏障相关分子、SCFA水平以及肠道微生物群结构和功能的影响。目的是从多个维度探讨该菌株对抗结肠炎的潜在机制联系，并为利用海南特色发酵食品中的LAB资源提供理论基础。
章节片段
化学试剂和生物试剂
分子量为50,000的硫酸右旋糖酐钠盐（DSS）从中国大连的Meilunbio购买。4%的戊二醛溶液从中国上海的Yuanye购买。使用o-tolidine方法的粪便隐血检测试剂盒从中国北京的Solarbio购买。用于检测IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、髓过氧化物酶（MPO）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和血尿素的组织和血清检测试剂盒
SP055在体外表现出有益的益生菌特性
如图1A所示，SP055在各种酸性条件下表现出相当的存活能力。与对照组（CK）相比，SP055在pH 2.0时的存活率显著下降至70.84%，这是所有测试酸性条件中的最低水平。在pH 3.0时，存活率提高到83.68%，而在pH 4.0时进一步增加到101.11%，与CK组没有显著差异。这些结果表明SP055具有良好的耐受性
讨论
本研究系统评估了SP055的益生菌潜力，并进一步研究了其在DSS诱导的结肠炎模型中的保护作用。结果显示，SP055在体外表现出有益的益生菌特性，包括耐酸性和耐胆盐性、抗氧化活性以及抗菌能力。此外，这些特性在体内也显示出显著的好处。在DSS处理的小鼠中，SP055减轻了体重下降
结论
总之，本研究表明SP055在体外具有有益的益生菌特性，并能保护小鼠免受DSS诱导的结肠炎。SP055减轻了与疾病相关的症状，如体重下降、DAI评分升高和结肠缩短。它还改善了结肠组织的组织病理损伤。在分子水平上，SP055部分调节了炎症细胞因子谱，降低了某些炎症相关标志物，并促进了
CRediT作者贡献声明
臧建伟：撰写——原始草稿、可视化、项目管理、资金获取、数据管理、概念构思。李伟：撰写——审阅与编辑、可视化、验证、监督、项目管理、资金获取。甘丹：撰写——审阅与编辑、项目管理、资金获取。芮欣：可视化、验证。林涛：可视化、验证、监督。徐昌：验证、监督。肖璐瑶：可视化、验证。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金（编号32572551和32372311）、海南省国际科技合作计划（编号GHYF2023009）、三亚科技创新项目（编号2022KJCX79）、海南省教育厅博士科学研究与创新基金以及三亚崖州湾科技城联合项目（HSPHDSRF-2024-09-014）的共同资助
