《Food Bioscience》:Screening alcohol-degrading lactic acid bacteria
in vitro and its protective effect against hepatic steatosis in chronic alcohol-exposed mice via AMPK-CPT1A pathway
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摘要通过体外筛选,我们发现了三种具有较高乙醇降解能力且具备优良益生菌特性的乳酸菌——Lactobacillus gasseri H22B033、Pediococcus acidilactici TZYY?-HaNU-13A(TH-13A)以及Lactiplantibacillus
摘要
通过体外筛选,我们发现了三种具有较高乙醇降解能力且具备优良益生菌特性的乳酸菌——Lactobacillus gasseri H22B033、Pediococcus acidilactici TZYY?-HaNU-13A(TH-13A)以及Lactiplantibacillus plantarum TZYY?-HNU-H13(TH-H13)。在由Lieber-DeCarli液体乙醇饮食诱导的酒精性肝病模型中,使用这些菌株进行干预可显著改善酒精引起的脂质代谢紊乱和肝脏损伤。此外,它们还能降低血清中的脂多糖水平并抑制炎症反应,通过对肝脏和结肠组织的组织学检查,进一步证实了其具有保护肝脏和肠道的作用。16S rRNA测序结果显示,这些菌株可通过增加有益菌的数量来调节肠道微生物群。转录组测序、Western blot实验以及体外细胞实验表明,这些乳酸菌能够激活AMPK-CPT1A通路,从而促进肝脏脂质分解,减轻脂肪变性。尤其是TH-13A和TH-H13在改善脂质紊乱和炎症方面表现出更强的效果。本研究为乳酸菌缓解酒精性肝病提供了新的理论依据和机制见解。
引言
现代生活节奏的加快以及压力不断增加,使得越来越多的人寻求有效的压力管理方法。在这种背景下,饮酒已经融入现代人的生活方式中,因为适量饮酒有助于促进血液循环、缓解压力(Clay & Parker, 2018)。然而,世界卫生组织指出,全球每年都有数百万人因饮酒而出现各种健康问题,如肥胖、胃肠道疾病以及酒精性肝病(Liu et al., 2025; Zhang, Niu, & Huang, 2023)。作为酒精代谢的主要器官,肝脏极易受到酒精的损害,其危害范围从酒精性脂肪肝到酒精性肝炎、纤维化,甚至肝癌都有可能发生(Hendriks, 2020; Wu et al., 2023)。目前的研究表明,虽然水飞蓟素和美他多辛等药物可以改善酒精性肝病,但长期使用可能会加重肝脏负担(Zhou et al., 2025)。这一现状凸显出迫切需要开发兼具预防和治疗作用且安全性高的替代策略。
自21世纪初以来,益生菌作为一种潜在的健康干预手段,受到了广泛关注(Kerry et al., 2018)。当摄入足够剂量时,益生菌能够为宿主带来健康益处,其功能包括调节肠道微生物群平衡、增强免疫反应以及提升抗氧化能力(Song et al., 2023; Wang et al., 2017)。由于益生菌具有功能性及高安全性,它们在食品和制药领域得到了广泛应用。多项研究也表明,益生菌能够缓解酒精性肝病(Xiong et al., 2024)。不过,关于系统性筛选方法以及益生菌缓解酒精性肝病功效的确定性验证研究仍相对较少,这在一定程度上限制了其在食品和医疗领域的应用发展。
在本研究中,我们从海南大学的热带益生菌资源库中筛选出了50种益生菌。首先通过测定其体外乙醇降解能力进行初步筛选,随后进一步评估了它们的耐酸能力、耐胆盐能力以及肠道定植能力。最终,我们找到了三种具有较强乙醇降解能力且具备良好益生菌特性的菌株。之后,我们通过动物实验来验证这些菌株对酒精性肝病的保护作用。值得注意的是,这项研究阐明了益生菌干预缓解酒精性肝病的机制,为益生菌资源的利用提供了新的视角。
章节节选
材料
所有使用的菌株均来自中国海口海南大学的热带益生菌资源库。这些菌株的来源、类型及名称详见表1。AMPK、p-AMPK和CPT-1A的一抗则购自中国武汉的武汉服务生物科技有限公司。
具有乙醇降解能力的益生菌的体外筛选
体外乙醇降解能力的初步筛选:将这50种菌株分别与200 μL的活化细菌悬浮液一起加入含有10%(v/v)乙醇的MRS液体培养基中,然后进行涡旋混合
具有乙醇降解能力的益生菌的初步筛选
所筛选的50种益生菌的乙醇降解率见表1。不同菌株之间的乙醇降解能力存在显著差异,降解率范围在1.71%到11.87%之间。其中,有六种菌株的乙醇降解能力较为突出,分别是:Lactobacillus gasseri H22B033(11.34%)、Lactiplantibacillus plantarum F22E081(11.84%)、Pediococcus acidilactici TH-13A(10.00%)、Lactobacillus gasseri H22B085(10.79%)、Bifidobacterium bifidum
讨论
酒精性肝病现已被视为一项亟需解决的全球公共卫生问题。目前的临床药物治疗往往存在肝毒性风险,这一局限性促使人们迫切需要寻找更安全、更有效的治疗策略(Hong et al., 2024)。近年来,由于其多效性及较高的安全性,益生菌已成为酒精性肝病干预研究的重要焦点(Mishra et al., 2023)。有研究表明,益生菌具有抗炎作用,还能影响脂质代谢
结论
综上所述,通过体外筛选,我们成功找到了三种既具有较高乙醇降解效率又具备优良益生菌潜力的菌株:Lactobacillus gasseri H22B033、Pediococcus acidilactici TH-13A以及Lactiplantibacillus plantarum TH-H13。实验证明,益生菌干预能够有效缓解长期饮酒引起的酒精性肝病,表现为脂质代谢状况改善、氧化应激减少以及炎症反应减弱。从机制上来看,益生菌
CRediT作者贡献说明
Yuanzhi Cai:资源提供、正式分析、概念构建。Yuyi Liu:验证、方法设计。Zewei Ma:资源提供。Ruimin Wang:文章撰写与编辑、项目监督、项目管理、资金获取。Jintao Wu:初稿撰写、实验研究、数据整理
未引用参考文献
Gan et al., 2021; Niu et al., 2024; Wang et al., 2025; Wang et al., 2025; Zhang et al., 2023.
利益冲突声明
所有作者均声明没有财务或非财务方面的利益冲突。
利益冲突声明
? 所有作者均声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金(编号:U23A20259)以及海南大学一流学科突破计划(编号:XKTP2025B02)的支持。
Jintao Wu|Yuanzhi Cai|Yuyi Liu|Zewei Ma|Ruimin Wang
中国海南省海口市570228,海南大学食品科学与工程学院、海南省食品营养与功能食品重点实验室、海南大学“同一健康”协同创新中心