鼠李糖乳杆菌MS27通过调节肠道微生物群可能预防溃疡性结肠炎

Lacticaseibacillus rhamnosus MS27 Potentially Prevents Ulcerative Colitis Through Modulation of Gut Microbiota.

作者信息Jie Zhang, Jiakun Shen, Linbao Ji, Peng Tan, Chunchen Liu, Xiujun Zhang, Xi Ma
PMID41373555
发布时间2025-11
DOI10.3390/ijms262311397

实验完整度

包含菌株鉴定、体外抗菌和代谢分析、DSS小鼠模型、16S rRNA微生物组、转录组及流式细胞术等多层级验证。

主要模型

DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型(C57BL/6) 鼠李糖乳杆菌MS27菌株

重点核对

菌株来源:巴马小型猪口腔唾液 动物分组:CON、DSS、LR+DSS(每组8只雄性C57BL/6小鼠) 灌胃剂量:200 μL 1×10^8 CFU/mL MS27,每2天一次 DSS处理:3% DSS饮水7-14天 流式检测脾脏免疫细胞亚群

摘要

(1)本研究探讨了新分离的鼠李糖乳杆菌MS27作为潜在益生菌候选,用于缓解溃疡性结肠炎(UC)的发生和严重程度。(2)分离了鼠李糖乳杆菌MS27,并进行了生化鉴定、抗生素敏感性测试和抗菌活性评估。使用葡聚糖硫酸钠(DSS)结肠炎模型小鼠评估其缓解作用。本研究进行了16S rRNA微生物组和真核生物参考转录组分析,以研究其对肠道微生物生态和潜在分子机制的影响。(3)鼠李糖乳杆菌MS27在pH 3.23时表现出高耐酸性,并在24小时内保持高活菌数。它能利用蔗糖、乳糖、麦芽糖、菊粉、七叶苷、水杨苷和甘露醇,但不能利用棉子糖,并对羧苄青霉素、红霉素、四环素、氯霉素、克林霉素和青霉素敏感。它有效增加了有益微生物的丰度,特别是阿克曼氏菌属、Muribaculaceae和罗伊氏乳杆菌(p < 0.05),同时显著减少了与引起腹泻和胃肠炎的人类病原体相关的微生物(p < 0.05)。转录组分析表明,与单独使用DSS处理相比,在鼠李糖乳杆菌MS27处理下,Igkv16-104和C1qtnf3的表达水平显著下调(p < 0.05)。进一步分析显示,与免疫功能、抗原呈递和免疫细胞标志物相关的基因存在显著差异,表明存在潜在的蛋白质-蛋白质相互作用网络,特别是在主要组织相容性复合体(MHC)基因之间。(4)鼠李糖乳杆菌MS27作为一种新菌株,显示出显著缓解炎症表型的能力。鼠李糖乳杆菌MS27在乳酸利用、乙酸和油酸产生方面表现出独特的代谢特征。此外,它通过调节Turicibacter将肠道微生物组成与宿主免疫功能联系起来,有助于全身稳态调节。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
鼠李糖乳杆菌MS27是否通过调节肠道微生物群和免疫应答来预防溃疡性结肠炎的发生和严重程度?
核心机制
MS27通过调节肠道菌群组成,特别是增加Akkermansia、Muribaculaceae和Limosilactobacillus reuteri,并通过下调Igkv16-104和C1qtnf3等免疫相关基因,影响MHC基因网络及脾脏免疫细胞,从而减轻炎症。
主要证据
DSS小鼠模型中,MS27灌胃减轻了结肠缩短和炎症浸润;16S rRNA和转录组分析显示菌群和基因表达变化;流式细胞术显示脾脏CD45+CD11b+MHCII+细胞增多,血清CRP降低。
研究意义
MS27作为新型益生菌,可能通过调节肠道微生态和免疫轴为UC的预防提供潜在策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

菌株分离与鉴定

确认新菌株的身份和基本特性

从巴马小型猪口腔唾液中分离,通过16S rRNA测序和系统发育树鉴定为鼠李糖乳杆菌MS27,并进行革兰氏染色和电镜观察。

2

菌株特性表征

评估MS27的耐酸、生长、糖利用、抗生素敏感性和抗菌活性

测定生长曲线、耐酸能力、API糖发酵、抗生素敏感性和对病原菌的抑制效果。

3

DSS诱导的结肠炎小鼠模型评估

评估MS27对结肠炎症状的缓解作用

C57BL/6小鼠分为CON、DSS、LR+DSS三组,MS27灌胃14天,DSS处理7-14天,测定体重、结肠长度、组织病理。

4

肠道微生物组成分析

分析MS27对肠道菌群多样性和组成的影响

提取粪便DNA,16S rRNA V3-V4区扩增测序,进行alpha/beta多样性、LEfSe等分析。

5

转录组分析

揭示MS27处理后的宿主基因表达变化

对结肠组织进行RNA-seq,分析差异表达基因和PPI网络。

6

免疫表型分析

验证MS27对全身免疫的影响

通过流式细胞术检测脾脏免疫细胞亚群,并检测血清CRP浓度。

7

代谢产物分析

检测MS27产生的短链脂肪酸和脂肪酸

培养MS27上清液,用离子色谱检测挥发性脂肪酸和脂肪酸含量。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
MRS培养基----
细菌基因组DNA提取试剂盒CWBIO--
MEGA 11.0 软件----
乳酸杆菌生化鉴定管HopebioSHBG13
S3400N扫描电子显微镜Hitachi--
葡聚糖硫酸钠----
TRIzol® 试剂----
ND-2000 分光光度计NanoDrop--
RevertAid 反转录试剂盒Thermo Fisher ScientificEP0441
PowerUp SYBR Green 预混液VazymeQ712
E.Z.N.A.® DNA 提取试剂盒Omega Bio-tek--
T100 热循环仪BIO-RAD--
PCR清洁试剂盒YuHua--
Qubit 4.0 荧光计Thermo Fisher Scientific--
Illumina Nextseq 2000 测序平台Illumina--
SMART-Seq_V4 超低输入RNA建库试剂盒Clontech--
小鼠脾脏淋巴细胞分离试剂盒Beijing SolarbioP8860
CytoPeak R1 三激光14色流式细胞仪Dakewe Biotech--
PerCP/Cyanine5.5 抗小鼠CD45抗体ElabscienceE-AB-F1136J
PE/Cyanine7 抗小鼠CD64/FcγRI抗体[X54-5/7.1]ElabscienceE-AB-F1186UH
Elab Fluor® Violet 610 抗小鼠F4/80抗体[CI:A3-1]ElabscienceE-AB-F0995T
APC 抗小鼠MHC II抗体[M5/114]ElabscienceE-AB-F0990UE
FITC 抗小鼠CD206/MMR抗体[C068C2]ElabscienceE-AB-F1135C
Elab Fluor® Violet 450 抗小鼠CD19抗体ElabscienceE-AB-F0986UQ
PE 抗小鼠CD11b抗体ElabscienceE-AB-F1081D
CoraLite® Plus 750 抗小鼠CD68兔重组抗体ProteintechCL750-98029
ICS 3000 离子色谱仪Dionex--
高灵敏度ELISA试剂盒Beijing SolarbioSEKM-0059

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
菌株分离与培养
菌株来源(巴马小型猪口腔唾液)、培养条件(MRS培养基、37°C、24-36h)
阅读提示:4.1 菌株来源和鉴定
动物模型建立
小鼠品系(C57BL/6)、周龄(8周)、性别(雄性)、分组、灌胃剂量(200μL 1×10^8 CFU/mL)、频率(每2天一次)、DSS浓度(3%)、处理时间(7-14天)
阅读提示:4.6 动物实验方案和样品采集、Figure 2A
16S rRNA测序
引物对(338F/806R)、PCR条件、测序平台(Illumina Nextseq 2000)
阅读提示:4.8 16S rRNA微生物组分析
转录组测序
建库试剂盒(SMART-Seq_V4)、RNA质量要求(OD260/280 1.8-2.2, RIN>6.5, 浓度>10ng/μL)、测序平台(NovaSeq或DNBSEQ-T7)
阅读提示:4.9 真核生物参考转录组分析
流式细胞术
脾脏单细胞制备、抗体组合、仪器(CytoPeak R1)、门控策略
阅读提示:4.10 流式细胞术实验、Figure 5
CRP检测
血清分离、ELISA试剂盒(SEKM-0059)
阅读提示:4.12 血清CRP浓度检测
代谢产物分析
培养时间(12h)、样品前处理(1:50稀释、0.22μm过滤)、离子色谱条件
阅读提示:4.11 挥发性脂肪酸和脂肪酸的检测