新思路新亮点：10文关注近期益生菌研究进展｜热心肠日报

02月22日的《热心肠日报》，我们解读了 10 篇文献，关注：益生菌，衰老，口服递送，帕金森病，酒精肝，IBD，Akk菌，高胆固醇血症，纳米塑料，认知障碍。

Aging Cell——[11.005]

① 在老龄（18月龄）的雌鼠骨折模型中，补充长双歧杆菌可抑制骨折后的体重降低及腰椎骨质流失；② 补充长双歧杆菌可加速骨折小鼠的骨痂形成，增强骨修复，从而改善骨折肢体的力学性能；③ 在小鼠骨折的恢复期间，补充长双歧杆菌可维持肠道屏障完整性，抑制骨折引起的肠道功能受损及系统性炎症应答；④ 另外，补充长双歧杆菌可稳定小鼠骨折后的肠道菌群群落结构。

衰老相关炎症可影响骨骼肌再生。Aging Cell上发表的一项最新研究结果，在衰老小鼠中，补充双歧杆菌可通过保护肠道屏障完整性、抑制系统性炎症应答、维持肠道菌群群落结构，从而促进骨折后的恢复。（@aluba）

Bifidobacterium longum supplementation improves age-related delays in fracture repair

2023-01-27, doi: 10.1111/acel.13786

Advanced healthcare materials——[11.092]

① 开发了一种具有连续胃肠道抵抗力的多壳胶体（MSC）平台，用于基于仿生矿化和微流控技术的按需益生菌递送；② 在保存过程中，MSC中益生菌的存活率相比游离细菌可增加280倍；③ 由于MSC具有连续胃肠道抵抗力，封装的益生菌持续暴露于极端酸度、胆汁盐侵蚀和酶促作用下，其存活率高达61%，而游离细菌为0%；④ MSC主要在结肠中释放益生菌，促进益生菌结肠定植，维持肠道屏障完整性并调节肠道菌群的平衡；⑤ MSC能显著改善对小鼠结肠炎的治疗效果。

益生菌口服疗法可通过调节肠道菌群平衡以预防和治疗疾病，然而益生菌在到达结肠之前会显著丧失活力及生物活性，导致递送效率和治疗效果低下，因此限制其临床应用。近日，西南交通大学孟涛团队在Advanced healthcare materials发表文章，开发了一种具有连续胃肠道抵抗力的多壳胶体平台，用于按需益生菌递送，改平台提供了一种有前途的增强口服益生菌功效的递送策略。（@圆圈儿）

Multishell Colloidosome Platform with Sequential Gastrointestinal Resistance for On-Demand Probiotic Delivery

2023-01-18, doi: 10.1002/adhm.202202954

Autophagy——[13.391]

① 筛选49株益生菌菌株，其中布拉氏酵母菌和乳酸乳球菌上调线粒体PRKN聚集、磷酸泛素化和MFN降解；② 施用这些菌株于百草枯处理的果蝇，可提高寿命和运动功能，其脑内功能失调线粒体的溶酶体降解增加；③ 确定甲基-异喹啉-6-甲酸酯上调线粒体PRKN聚集、磷酸泛素化、MFN降解及受损线粒体的溶酶体降解；④ 在蝇类食物中添加甲基异喹啉-6-甲酸酯可恢复百草枯处理的果蝇的运动功能；⑤ 益生菌以PRKN依赖性途径显示对帕金森病患者的潜在益处。

这是发表在Autophagy上的一份工作，作者通过基于体外细胞自噬的不同阶段，对49株益生菌株进行了筛选，获得了5种可以刺激PRKN依赖性线粒体自噬的益生菌，其中布拉酵母菌和乳酸乳球菌效果最好，通过了包括线粒体PRKN募集，磷酸泛素化和GFP-PRKN HEK293细胞中的MFN2降解等线粒体自噬筛选，并促进了溶酶体降解，改善了运动功能，并延长了百草枯处理果蝇的寿命。通过代谢物筛选，确定甲基异喹啉-6-羧酸酯确定为一种候选效应分子，其上调线粒体PRKN募集，磷酸泛素化，MFN降解和受损线粒体的溶酶体降解，随后将其添加到果蝇食物中，验证了百草枯处理果蝇表型的改善。（@Johnson）

PRKN/parkin-mediated mitophagy is induced by the probiotics Saccharomyces boulardii and Lactococcus lactis

2023-01-28, doi: 10.1080/15548627.2023.2172873

Microbiology spectrum——[9.043]

① 饲喂75只小鼠随机分对照组、PD组、人类间充质间质细胞（hMSCs）、益生菌VSL#3及两者联合治疗PD组；② VSL#3联合hMSCs可显著改善MPTP诱导的纹状体多巴胺含量下降、黑质多巴胺能神经元损失、血清促炎细胞因子水平升高、恢复纹状体炎症细胞因子mRNA水平；③ VSL#3可与hMSCs互作，下调PD小鼠大脑和外周组织中NLRP3和caspase-1的mRNA表达；④ 双向方差分析揭示VSL#3与hMSC互作可减轻神经变性并抑制NLRP3炎性体介导的炎症，但不改变hMSC的作用。

间充质细胞又称为间充质干细胞（MSCs）是一种具有自我更新能力且在适宜微环境下具有多系分化潜能的原始细胞，最近研究发现不同来源的干细胞均可以促进帕金森病的神经再生和修复，但相关机制仍不明确。近日，宣武医院陈志国及团队在Microbiology spectrum发表最新研究，发现复合益生菌制剂VSL#3可与MSCs互作，通过中枢和外周抑制NOD样受体蛋白3炎症小体介导的炎症，进而保护多巴胺能神经元。总之，该研究为未来制定更合理的PD干预措施提供了指导，值得关注。（@九卿臣）

Probiotic Formulation VSL#3 Interacts with Mesenchymal Stromal Cells To Protect Dopaminergic Neurons via Centrally and Peripherally Suppressing NOD-Like Receptor Protein 3 Inflammasome-Mediated Inflammation in Parkinson’s Disease Mice

2023-02-02, doi: 10.1128/spectrum.03208-22

Cell and Bioscience——[9.584]

① 通过构建小鼠酒精暴露模型发现其肠道中苯丙氨酸及相关代谢物水平升高，且与代谢苯丙氨酸的乳酸菌丰度负相关；② 肠道中苯丙氨酸水平与TNF-α和IL-6正相关，与ZO-1、Occludin负相关，而碱性磷酸酶（IAP）则相反；③ 苯丙氨酸增加会抑制IAP活性，阻断LPS去磷酸化，增加结肠炎症和细菌移位，补充苯丙氨酸会加重肝损伤和肠屏障功能障碍；④ 嗜酸乳杆菌丰度在酒精性肝病小鼠中下降最显著，补充嗜酸乳杆菌可恢复苯丙氨酸代谢，有效缓解肝损伤。

酒精性肝病（ALD）已证实肠道微生物群代谢功能受损，但对苯丙氨酸代谢的变化知之甚少。近日，同济医学院附属协和医院楚慧款、侯晓华及团队在Cell and Bioscience发表最新研究，通过构建小鼠酒精暴露模型发现其肠道中苯丙氨酸及相关代谢物水平升高，与代谢苯丙氨酸的乳酸菌丰度负相关，进一步研究发现嗜酸乳杆菌丰度在酒精性肝病小鼠中下降最显著，补充嗜酸乳杆菌可恢复苯丙氨酸代谢，改善肠道碱性磷酸酶活性，最终改善肠屏障功能，并对乙醇诱导的肝损伤具有保护作用。（@九卿臣）

Modulating phenylalanine metabolism by L. acidophilus alleviates alcohol-related liver disease through enhancing intestinal barrier function

2023-02-04, doi: 10.1186/s13578-023-00974-z

Chemical Science——[9.969]

① 首次构建以人工酶分散共价有机框架(COFs)为细胞器，以酵母壳为膜的人工益生菌(Aprobiotics)，能有效治疗IBD；② 以COF为基础的Aprobiotics具有天然益生菌功能，可调节肠道菌群、抑制炎症反应、保护肠上皮细胞、调节免疫微环境来缓解IBD；③ Aprobiotics具有葡萄糖氧化酶样活性，可增加肠道菌群丰度和多样性；④ Aprobiotics能去除所有类型代表性ROS，以降低氧化应激水平；⑤ Aprobiotics能逆转IBD中过度免疫反应，并为治疗IBD重建抗炎微环境。

传统治疗炎症性肠病（IBD）的策略只是缓解炎症和过度免疫反应，但未能解决IBD的根本原因，如肠道菌群和肠道屏障受损。天然益生菌已显示出治疗IBD的巨大潜力，但IBD患者并不推荐使用益生菌，因为可能导致菌血症或败血症。中科院长春应用化学研究所的曲晓刚、任劲松和吉林大学的Lihua Kang与团队在Chemical Science发表文章，构建了人工益生菌（Aprobiotics），能有效治疗IBD，同时避免菌血症或败血症的发生。这种方法可能有助于设计更多的人工系统来治疗各种不治之症，如多重耐药细菌感染、癌症等。（@章台柳）

COF-based artificial probiotic for modulation of gut microbiota and immune microenvironment in inflammatory bowel disease

2022-12-27, doi: 10.1039/D2SC04984H

Microbiology spectrum——[9.043]

① 从健康人的粪便样品中分离得到30株Akk菌，并首次从健康人的母乳中分离出1株Akk菌（AM06）；② 从一般特征（形态、生长、生理、生化特征）、遗传特征（GC含量、毒力因子、抗生素耐药基因）、对人工胃肠液及胆盐的耐受性、动物毒性等方面，对部分菌株进行系统性评估；③ AM06菌株不编码毒力因子，在正常小鼠和裸鼠中都具有遗传稳定性且无致病性；④ AM06对pH值变化和胆盐具有耐受性，表明其可安全地用作候选益生菌。

南方医科大学南方医院的智发朝团队与北京微生物与流行病学研究所的毕玉晶团队在Microbiology spectrum上发表的一项最新研究结果，对31株健康人的Akk菌分离株（30株分离自粪便、1株分离自母乳）进行了一般特征、遗传特征、耐受性、毒性等方面的综合评估，发现分离自母乳的AM06菌株具有低毒性、高遗传稳定性、高pH及胆盐耐受性等优势，或可作为候选益生菌。（@aluba）

Safety Evaluation and Probiotic Potency Screening of Akkermansia muciniphila Strains Isolated from Human Feces and Breast Milk

2023-02-14, doi: 10.1128/spectrum.03361-22

Chemosphere——[8.943]

① 婴儿粪便中的8株乳酸菌（LAB）均能有效吸附聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）三种纳米塑料（NPs），吸附率分别为78.57%、71.59%和66.57%；② 尼罗红染色的NPs聚集在LAB细胞表面，吸附后细胞表面变粗糙且形成较大聚集体；③ NPs粒径越小，其在LAB细胞表面的吸附能力越强；④ NPs和LAB细胞疏水性的增加可加强吸附力；⑤ 细胞整体吸附效果优于单个细胞组分；⑥ 吸附由静电相互作用、范德华力、氢键以及疏水相互作用引起。

纳米塑料（NPs）是一种广泛存在于各种水环境的新型污染物，易从食品包装、盐分、饮用水中摄入，对人类健康构成威胁，因此，目前迫切需要开发一种有效的方法从饮食中去除NPs或减轻其危害。河南师范大学杨清香团队在Chemosphere发表文章，评估了人类益生菌乳酸菌作为吸收剂将NPs从食物中去除的潜能，为开发肠道环境中去除NPs提供了新策略。（@圆圈儿）

Adsorption abilities and mechanisms of Lactobacillus on various nanoplastics

2023-02-01, doi: 10.1016/j.chemosphere.2023.138038

Nutrients——[6.706]

① 纳入50名高胆固醇血症患者，随机分配每天服用麦芽糊精胶囊中的副干酪乳杆菌TISTR 2593或安慰剂，在第0、45和90天检查脂质分布、氧化应激状态、炎症状态和其他生物指标的生物标志物；② 服用副干酪乳杆菌TISTR 2593的受试者血清低密度脂蛋白胆固醇、丙二醛和TNF-α的水平显著降低，血清载脂蛋白E（p<0.01）和脂联素（p<0.001）的水平显著升高；③ 未观察到血清总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯、总胆汁酸和mcp-1的变化。< />>

益生菌有可能作为治疗靶点来调节与早期动脉粥样硬化相关的高胆固醇血症。据报道，各种副干酪乳杆菌菌株对高胆固醇血症有积极影响。Nutrients近期发表的文章，通过一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验，发现副干酪乳杆菌TISTR 2593可能是一种辅助益生菌补充剂，可用于改善高胆固醇血症，预防或延缓动脉粥样硬化的发展。（@章台柳）

Safety and Effects of Lactobacillus paracasei TISTR 2593 Supplementation on Improving Cholesterol Metabolism and Atherosclerosis-Related Parameters in Subjects with Hypercholesterolemia: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Clinical Trial

2023-01-28, doi: 10.3390/nu15030661

Nutrition Reviews——[6.846]

① 在多个数据库搜索益生菌补充和认知功能相关的文章，纳入10项研究进行荟萃分析，发现益生菌组和安慰剂组之间的标准化平均差（SMD）具有显著差异，且具有显著的异质性；② 在涉及阿尔茨海默病和认知障碍人群的研究中，益生菌对认知有显著影响；③ 接受益生菌补充剂超过12周且剂量>1X10^9 CFU/g更有利于改善认知障碍；④ 益生菌补充对认知障碍或阿尔茨海默病患者的认知功能可有显著影响，对于没有认知障碍的人，补充益生菌可能无效。

认知功能是老年人的一个重要问题，对他们的生活质量有着重大的负面影响。益生菌对改善认知有积极作用，但益生菌补充剂与认知功能之间的确切联系尚不清楚。河南省骨科医院的Yapeng Li团队在Nutrition Reviews发表文章，对益生菌补充和认知功能之间的关系进行荟萃分析，结果显示益生菌补充对认知障碍或阿尔茨海默病患者的认知功能可能有显著影响。对于没有认知障碍的人，补充益生菌可能无效。（@章台柳）

Probiotic supplements are effective in people with cognitive impairment: a meta-analysis of randomized controlled trials

2023-01-11, doi: 10.1093/nutrit/nuac113

感谢本期日报的创作者：aluba，拍了花宝贝，Sunflower，九卿臣，Zzz，一只豆豆菌，XLyasby，章台柳