益生菌-LactobacilluscaseiZhang(LCZ)

　　LCZ功能主要為：預防腸道感染、調節(jié)腸道菌群；提高機體免疫力；調節(jié)血脂代謝、保護肝臟、降低腫瘤發(fā)生風險；預防糖尿病等。

　　2002年，LCZ分離自內蒙古錫林郭勒大草原酸馬奶，2008年發(fā)現其具有耐酸耐膽鹽活性，并從基因組學，蛋白質組學探索LCZ的作用機制，隨后幾年陸續(xù)發(fā)現干酪乳酸桿菌具有免疫調節(jié)活性、降血脂作用、調節(jié)人體腸道菌群年輕化、改善糖耐量受損、預防高血糖等作用。目前，圍繞該菌株共獲得獎勵4項，發(fā)明專利14項，發(fā)表論文90余篇。

　　中國健康人群腸道微生物研究

　　為了更好理解LCZ與人腸道微生物的共生關系，對中國健康人群腸道微生物進行了研究：

　　2010年，從中國9個省份采集道漢族、蒙古族、藏族、維吾爾族等7個民族314份健康志愿者的糞便樣品，應用454焦磷酸測序技術揭示了中國人群不同于西方的腸道微生物群里結構，第一次提出了中國人群腸道微生物是以Phascolarctobacterium(考拉桿菌)為優(yōu)勢菌群的群落結構，具有更為復雜和多樣的特征，且受遺傳基因和飲食習慣影響。

　　其中，以110名蒙古人為研究對象（其中63人來自蒙古過，47人來自中國內蒙古），采用HiSeq4000測序平臺構建蒙古人群腸道微生物宏基因集，并與漢族、歐洲人群進行比較的對蒙古族腸道菌群基因水平特征的研究，發(fā)現了蒙古人特有的腸道微生物基因集，包括氨基酸代謝，碳水化合物代謝、能量代謝、脂代謝、多糖生物合成和代謝，這與他們獨特的遺傳特征、飲食習慣及居住環(huán)境息息相關。

　　蒙古人腸道中富集產氣柯林斯菌，據報道這種細菌可能是心血管和腦血管發(fā)病率的主要原因。

　　現在我們大概了解了我國人民腸道菌群的特征，那么益生菌與腸道微生物是如何相互作用的呢？孫老師主要介紹了LCZ在痛風患者和結腸癌患者中的一些研究結果。

　　痛風患者腸道菌群結構及其預測模型的建立

　　痛風是一種單鈉尿酸鹽沉積導致的晶體相關性關節(jié)病，與嘌呤代謝紊亂和（或）尿酸排泄減少所致的高尿酸血癥直接相關，屬代謝性風濕病范疇。可并發(fā)腎臟病、關節(jié)破壞，伴發(fā)高脂血癥、高血壓病、糖尿病、動脈硬化及冠心病等。

　　目前我國高尿酸血癥的患病率為5%-23.4%，痛風的患病率在1%-3%，并呈逐年上升趨勢，嚴重危害廣大人民群眾的健康。

　　研究共征集83名志愿者（35名重度痛風病患者，33名健康志愿者和15名患有痛風病風險的志愿者），從腸道菌群物種和功能揭示了痛風患者和健康人在腸道菌群結構上存在顯著差異，且微生物多樣性顯著低于健康人。

　　研究發(fā)現，痛風患者腸道內缺少Faecalibacteriumprausnitzii菌種和Clostridium類丁酸產生菌，卻富含Bacteroidescaccae和Bacteroidesxylanisolvens?；诓町愋晕锓N和功能單元，構建了預測痛風疾病的微生物模型。

　　在嘌呤代謝途徑上，痛風患者腸道菌群合成嘌呤的能力減弱而代謝嘌呤生成尿酸的能力增強。而且能夠分解尿酸生成尿素的尿囊素酶含量較健康人顯著降低，這些變化最終導致尿酸堆積形成痛風疾病。

　　益生菌-L.caseiZhang對人體腸道菌群的調節(jié)

　　為了評估L.caseiZhang對人腸道菌群多樣性的影響，征集了24名健康志愿者并依據年齡將24人分為老年組，中年族和青年組三組，在試驗期間，志愿者連續(xù)28天每天服用含有L.caseiZhang的片劑，分析評價該益生菌在志愿者腸道的存活定植以及菌株對志愿者腸道菌多樣性的影響。

　　服用L.caseiZhang14天后，糞便中該菌株含量達到8.41±0.681gCFU/g，到28天時為8.55±0.571gCFU/g。對于不同年齡的人而言，青年人群糞便中的活菌數＞老年人群＞中年人群。當停止口服L.caseiZhang14天時糞便中活菌仍然保持在10的5次方數量級。

　　研究結果提示攝入L.caseiZhang能顯著改善志愿者腸道菌群結構，使中年人腸道菌群年輕化，并顯著提高志愿者體內Bifidobacterium和Lactobacillus等標志性有益菌群的水平，同時減少Clostridium、Escherichia和Serratia等有害菌群的水平。

　　為了進一步探討LCZ如何與腸道微生物共生，我們采用了宏基因組和宏轉錄組聯合分析的方法對益生機制進行剖析：

　　益生菌L.caseiZhang改變人體腸道微生物轉錄組

　　1.攝入L.caseiZhang，基于宏基因組樣品間的相關性分析和主成分分析，結果均表明益生菌攝入對腸道菌群帶來的影響要遠小于個體之間的差異。

　　2.攝入益生菌L.caseiZhang14天和28天后宏轉錄組數據表明，不同時間點的樣品存在一定的聚類趨勢，但這種改變在種的水平并不顯著。

　　3.表明益生菌L.caseiZhang的攝入改變腸道菌群基因表達的模式，而不改變特定菌群3的數量。

　　益生菌LCZ預防結腸癌形成

　　采用AOM炎癥性腸癌小鼠模型，AOM是腸道特異性致癌劑，可以誘導腸道上皮細胞的異常增殖和突變，DSS是促炎劑，多個DSS致炎循環(huán)可以促進腸癌的發(fā)生。

　　動物實驗分為正常對照組（NC），結腸癌模型組（CC）和益生菌L.caseiZhang組（ZA）,益生菌從AOM主訴3天后開始干預直到實驗結束。

　　益生菌LCZ干預可以降低AOM/DSS腸癌小鼠的腸道腫瘤數量；益生菌LCZ干預可以延緩腫瘤的變大。

　　益生菌LCZ對血清骨鈣素和脂聯素水平的影響

　　益生菌LCZ干預顯著增加了血清脂聯素水平，血清脂聯素被認為是具有抑癌作用的生物標記物。

　　益生菌LCZ干預顯著增加了血清骨鈣素水平，血清骨鈣素被認為是抵抗慢性炎癥的潛在生物標記物。

　　益生菌LCZ降低結腸癌發(fā)生的嚴重程度

　　益生菌LCZ攝入顯著減少了腸道上皮的異常增殖，降低了腸道腫瘤病理學分級，并延緩腫瘤的形成和癌癥的嚴重程度。

　　益生菌LCZ從屬水平調節(jié)腸道菌群預防結腸癌

　　益生菌LCZ干預能夠降低癌癥風險細菌Helicobacter和Dorea的豐度（p＜0.05）。

　　益生菌干預增加了乳桿菌屬細菌的數量和擬桿菌門中Allprevotella和Odoribacter數量，這些菌種功能未知；

　　以往研究表明O.valericigenes在健康人中比IBD人群中豐富度高。

　　益生菌LCZ調節(jié)短鏈脂肪酸水平預防結腸癌

　　結腸癌小鼠短鏈脂肪酸水平乙酸，丁酸等顯著降低。益生菌LCZ干預顯著增加了盲腸丁酸的含量；短鏈脂肪酸的增加可以降低腸道炎癥水平，而且具有累加效應。

　　益生菌LCZ預防結腸癌可能的機理

　　益生菌的調節(jié)機制較為復雜，調節(jié)菌群后直接影響了場地丁酸的產生，丁酸進而激活了TGF-β/CLIC4信號通路，還影響了氯離子的濃度，激活了CLCN3/NF-κB通路，這兩個可以產生抗炎作用，此外還影響了腸道緊密連接蛋白Claudin15的表達，保持了腸上皮黏膜的完整性，減少了腸道細胞的異常增殖，這些都是預防結腸癌作用的分子機制。

　　基于宏基因組學對益生菌在動物健康的研究

　　對飼喂抗生素，飼喂益生菌以及對照三組肉雞腸道菌群宏基因組學分析結果顯示。飼喂益生乳酸菌組雞腸道成熟度提前50°，降低料肉比，提高飼料轉化率；促進腸道菌群的成熟是益生菌作用的機制，營養(yǎng)物質的消化吸收，免疫，生長性能。

　　基于宏基因組學對益生菌、奶牛腸道菌群及乳房炎關系的研究顯示奶牛乳房炎不是由于單一病原菌的感染導致的，而是由于腸道菌群的不平衡所致，益生菌通過平衡腸道菌群達到預防和治療乳房炎的效果。

　　目前，LCZ以廣泛應用于乳業(yè)，畜牧業(yè)和醫(yī)療業(yè)，小編相信，不久的將來它的應用將更加廣泛，也將為人類帶來更多好處~