一种改善炎症性肠病的复合益生菌及其应用

    专利查询2025-12-14  4


    本发明属于生物医药,尤其涉及一种改善炎症性肠病的复合益生菌及其应用。


    背景技术:

    1、肠道是动物消化吸收的主要器官,同时执行免疫器官的相关功能,动物的生长健康与肠道功能的完整性有着紧密的联系。肠道由于执行食物消化吸收的功能,其黏膜层可以接触不同种类的抗原,从而影响机体免疫系统的发育状况。肠道的黏膜屏障是抵御病原入侵的重要防线,在动物养殖中,存在多种诱因导致动物肠道的稳态被破坏,黏膜屏障功能下降,进而导致动物全身的不良反应。因此维持动物肠道稳态对改善动物的生长性能与健康状况有积极的作用。

    2、益生菌是一类可以改善宿主健康状况的微生物,在肠道中可以参与动物的消化吸收与免疫功能。在过往的研究中,益生菌表现出对溃疡性结肠炎等疾病的改善功能,但多集中在单一的菌种的应用,对多株益生菌的联合应用较少。不同的益生菌可能通过不同的机制改善宿主的健康状况。益生菌种类繁多,不同类型的益生菌在应用上有其各自的优缺点。不同益生菌的益生特性往往不同,也就导致它们在宿主体内的作用机制有所差异。

    3、益生菌对消化系统健康的保护作用一直是研究的热点,在腹泻、便秘、炎症性肠病、肠癌等多种疾病的相关研究中,都可以看到益生菌的存在。腹泻的病因繁多,拥有不同特性的益生菌可以针对性地改善由不同原因引起的腹泻,例如布拉迪酵母菌可以恢复被抗生素破坏的肠道菌群,对抗生素相关性腹泻有良好的保护作用;鼠李糖乳杆菌可以拮抗常见的肠道病原体,预防旅行者腹泻等。一些乳酸菌可以恢复肠动力,改善便秘。炎症性肠病往往伴随着肠道内的微生物丛失调,微生物丛的失调可能会增强宿主的炎症反应导致恶性循环,而补充益生菌是调整肠道菌群的有效手段之一,同时还可能通过增强肠道屏障功能、调节免疫功能等其他机制改善症状。

    4、另一方面,益生菌可以改善肠病引起的疼痛,如植物乳杆菌ps128可以降低5-羟色氨酸的水平,抑制其在结直肠扩张期间诱导的内脏过敏性疼痛;植物乳杆菌mtcc 2621可以上调il-10的水平来改善由金黄色葡萄球菌感染伤口引起的炎症性疼痛。

    5、益生菌还可以通过特殊的代谢产物或是自身拮抗病原体的入侵繁殖。肠道内的微生物组被认为是具有独特代谢能力的器官,不同种类的益生菌所产生的代谢物不同,发挥作用的机制也有所不同。在先前的研究中发现,一类可以产生短链脂肪酸如乙酸、丁酸的益生菌,通过短链脂肪酸可以改变宿主肠道内的酸碱环境,从而抑制病原微生物的增殖。防御素也是益生菌的特殊代谢产物之一,其具有的抗菌活性可以对宿主肠道起到很好的保护作用。短芽孢杆菌属能产生一种名为短杆菌素的抗菌肽,因此得到了一定的商业应用。许多食源性乳酸菌可以产生细菌素,这是一种具有抗菌性的特殊代谢物,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等食源性致病菌具有良好的抑制效果。除此之外,益生菌还可以产生乳酸、乙酸盐、溶菌酶等特殊代谢物,其具有的抗菌特性可以抵御病原菌的入侵,保护宿主的肠道健康。

    6、溃疡性结肠炎是一种结肠黏膜的特发性炎症性肠病,便血和腹泻是溃疡性结肠炎的特征性症状。病变从直肠起始,向结肠蔓延乃至覆盖结肠全段,剖检发现结肠多出现水肿出血,长度缩短等病变。在组织学上溃疡性结肠炎多表现为隐窝的萎缩变形以及上移、上皮细胞损伤、杯状细胞减少或是出现肉芽肿等。溃疡性结肠炎的病因复杂,与遗传基因、个体免疫系统状况、肠道微生态、环境等因素都相关。肠道微生态的稳定与否与溃疡性结肠炎的发展密切相关,在过往的研究中,溃疡性结肠炎通常会造成动物的肠道微生物组成发生较大的改变,而这一变化会反过来加重结肠炎的症状,形成一个恶性循环。肠道内的微生物作用于肠黏膜,引起低水平的炎症,进而调节黏膜免疫使其得到改善,对肠道内的病原体起到一定的监测与清除作用。同时肠道菌群黏附在肠道上皮细胞表层形成一层生物屏障,因此当肠道内微生态的平衡被打破,肠道屏障和黏膜免疫功能就会遭到相应程度的破坏,进而导致疾病。越来越多的研究表明氧化应激与炎症也有着紧密的关系,同样也有研究证明氧化应激在溃疡性结肠炎的发生中起到了重要的作用,而免疫失调和炎症同样也会提高机体活性氧的水平,导致氧化还原的平衡被打破。肠道微生物对宿主健康的影响受到了广泛的关注,一方面许多研究指出肠道微生物组可以提示宿主的健康状况,反应肠道疾病进程等。另一方面,肠道微生物组能够通过调节宿主的消化吸收功能、免疫功能等影响宿主的健康。

    7、由此可见,研发出能够改善炎症性肠病的复合益生菌,对于炎症性肠病的药物研发尤为重要。


    技术实现思路

    1、本发明实施例提供一种改善炎症性肠病的复合益生菌及其应用,旨在解决现有缺少低副作用的炎症性肠病有效药物的问题。本发明构建了小鼠溃疡性结肠炎的模型,分析复合益生菌在小鼠结肠炎模型中对肠道的抗氧化功能、炎症反应以及肠道菌群等的影响,从而确认了本发明的复合益生菌对肠道功能的保护作用。

    2、本发明的技术方案是这样实现的:

    3、一种改善炎症性肠病的复合益生菌,包括地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌;所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量比例为1-3:1-3:1-3。

    4、进一步优选的,所述复合益生菌中,所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量比例为1:1:1。

    5、进一步优选的,所述复合益生菌中,所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量分别为1-3×109cfu、1-3×109cfu、1-3×109cfu。

    6、更进一步优选的,所述复合益生菌中,所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量分别为1×109cfu、1×109cfu、1×109cfu。

    7、进一步优选的,所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌均购买自山东蔚蓝生物科技有限公司,所述地衣芽孢杆菌的产品代号为u-1000,所述植物乳杆菌的产品代号为zw-1000,所述酿酒酵母菌的产品代号为njjm-200。

    8、本发明通过复合益生菌中的益生菌组分进行抗逆性试验、抑菌试验、产酶试验以及相互抑制试验,结果显示,酿酒酵母菌在耐酸、耐胆盐、耐高温试验中的综合存活率最高,分别达到了58.85%、69.88%和82.51%;植物乳杆菌在抑菌试验中产生的抑菌圈直径最大;地衣芽孢杆菌在产酶试验中产生的透明圈直径与菌落直径比值最大;且复合益生菌中的三种益生菌无明显的相互抑制作用。综合分析上述体外试验结果,酿酒酵母菌、植物乳杆菌和地衣芽孢杆菌具有良好的益生特性,并且三种益生菌之间没有相互抑制作用,具有作为可以改善溃疡性结肠炎的复合益生菌的潜力。

    9、本发明为了探究复合益生菌对小鼠溃疡性结肠炎的保护作用,采用对照组、dss处理组、复合益生菌组以及复合益生菌+dss处理组,复合益生菌(3×109cfu)灌胃14d后,给予小鼠含3% dss的饮用水7d,记录小鼠的体重、采食量并采集小鼠的结肠组织及其内容物。结果显示dss处理组小鼠的体重、采食量以及结肠长度均有所下降;小鼠的疾病活动指数(包括体重损失、粪便粘稠程度和直肠出血等情况)显著升高;脾脏、肾脏和肝脏的相关脏器指数升高;结肠组织形态结构被破坏,黏膜层变性坏死,隐窝萎缩;紧密连接蛋白claudin-1和zo-1的表达水平下降。复合益生菌处理可以缓解小鼠体重、采食量和结肠长度的下降,降低疾病活动指数和相关脏器指数,保护结肠组织的正常结构,恢复紧密连接蛋白的表达水平,这些结果说明复合益生菌能够改善小鼠的溃疡性结肠炎。

    10、本发明实施例中通过检测小鼠血清和结肠组织,发现复合益生菌处理后可以逆转炎性细胞因子的表达,抑制nf-κb信号途径的激活,同时恢复氧化标志物的水平,提高nrf2和ho-1的蛋白表达水平。上述结果表明,复合益生菌可以降低溃疡性结肠炎小鼠的炎症水平,恢复小鼠的抗氧化能力,减轻溃疡性结肠炎导致的肠道氧化损伤。

    11、此外,本发明检测了复合益生菌和dss诱导的小鼠溃疡性结肠炎对肠道菌群的影响;通过收集小鼠结肠内容物进行菌群测序。结果显示,在dss处理后,小鼠肠道菌群的alpha多样性和beta多样性有显著的变化,指示小鼠肠道菌群的多样性下降。同时菌群组成结构明显改变,分析菌群组成发现,dss处理后unclassified_muribaculaceae、ileibacterium、prevotellaceae_ucg_001的丰度下降,菌群间的合作关系减弱。对菌群与环境因子进行相关性分析发现unclassified_muribaculaceae、ileibacterium、prevotellaceae_ucg_001与t-sod、gsh水平以及nrf2、iκbα、il-10的表达量呈现正相关,与ldh、mda、mpo水平以及tnf-α、il-1β、il-6、p65表达量呈现负相关。而dss处理后被富集的clostridium_sensu_stricto_1、escherichia_shigella、parasutterella则呈现完全相反的相关性。复合益生菌处理后,菌群多样性有所恢复,菌群间的相互作用得到改善,菌群组成的变化被逆转。上述结果说明复合益生菌可以通过调节肠道菌群来改善小鼠的结肠炎。

    12、通过上述复合益生菌对小鼠溃疡性结肠炎的作用检测,可知上述复合益生菌在制备治疗炎症性肠病的药物中应用。

    13、进一步优选的,所述炎症性肠病优选为溃疡性结肠炎。

    14、更进一步优选的,所述溃疡性结肠炎包括葡聚糖硫酸钠(dss)诱导形成的溃疡性结肠炎。

    15、上述复合益生菌在制备改善动物肠道健康的饲料添加剂中应用。

    16、本发明的技术方案与现有技术相比具有以下有益效果:

    17、本发明的复合益生菌在抗逆性、抑菌和产酶等方面具有优良性能;可以改善溃疡性结肠炎造成的小鼠体重下降、疾病活动指数上升、肠道屏障破坏以及肠道菌群失调等情况;并且可以减轻小鼠溃疡性结肠炎的炎症和氧化损伤。本发明的复合益生菌可以在制备治疗炎症性肠病的药物中应用,也可以在制备改善动物肠道健康的饲料添加剂中应用;用于畜牧生产,通过添加复合益生菌提高生产效益和缓解肠道损伤,改善由于病原微生物感染、饲养管理不当等因素造成的影响,减少动物的肠道屏障遭到损坏,改善动物的生长性能,避免诱发疾病造成严重的经济损失。


    技术特征:

    1.一种改善炎症性肠病的复合益生菌,其特征在于:包括地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌;所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量比例为1-3:1-3:1-3。

    2.根据权利要求1所述的复合益生菌,其特征在于:所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量比例为1:1:1。

    3.根据权利要求1所述的复合益生菌,其特征在于:所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量分别为1-3×109cfu、1-3×109cfu、1-3×109cfu。

    4.根据权利要求1所述的复合益生菌,其特征在于:所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量分别为1×109cfu、1×109cfu、1×109cfu。

    5.根据权利要求1所述的复合益生菌,其特征在于:所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌均购买自山东蔚蓝生物科技有限公司,所述地衣芽孢杆菌的产品代号为u-1000,所述植物乳杆菌的产品代号为zw-1000,所述酿酒酵母菌的产品代号为njjm-200。

    6.权利要求1-5任一项所述的复合益生菌在制备治疗炎症性肠病的药物中应用。

    7.根据权利要求6所述的复合益生菌在制备治疗炎症性肠病的药物中应用,其特征在于:所述炎症性肠病为溃疡性结肠炎。

    8.根据权利要求7所述的复合益生菌在制备治疗炎症性肠病的药物中应用,其特征在于:所述溃疡性结肠炎包括葡聚糖硫酸钠诱导形成的溃疡性结肠炎。

    9.权利要求1-5任一项所述复合益生菌在制备改善动物肠道健康的饲料添加剂中应用。


    技术总结
    本发明公开了一种改善炎症性肠病的复合益生菌及其应用,属于生物医药技术领域。所述改善炎症性肠病的复合益生菌,包括地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌;所述地衣芽孢杆菌、植物乳杆菌和酿酒酵母菌的用量比例为1‑3:1‑3:1‑3;本发明的复合益生菌在抗逆性、抑菌和产酶等方面具有优良性能;可以改善溃疡性结肠炎造成的小鼠体重下降、疾病活动指数上升、肠道屏障破坏以及肠道菌群失调等情况;并且可以减轻小鼠溃疡性结肠炎的炎症和氧化损伤。本发明的复合益生菌可以在制备治疗炎症性肠病的药物中应用;也可以在制备改善动物肠道健康的饲料添加剂中应用,能显著提高生产效益和缓解肠道损伤,减少动物的肠道屏障遭到损坏。

    技术研发人员:戴汉川,张颖思,刘明泽,李文杰,王俊杰,邓易安
    受保护的技术使用者:华中农业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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