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《食物科学》:东北农业大学许晓曦教授等:苯乳酸对具核梭杆菌的抑菌作用及机制

发布时间:2023-02-04 10:25:33 来源:米乐体育手机版登陆

  具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum,Fn)是革兰氏阴性厌氧菌,拟杆菌科,梭杆菌属,为人类共生菌。人类口腔、胃肠道等部位均发现其存在,该菌在不同的生态位下其种属有必定的特异性,属条件致病菌。已有研讨发现,具核梭杆菌与牙周疾病直接相关,其在口腔菌斑生物膜的构成中起到重要衔接作用,且可协同其他口腔致病菌发生内毒素及影响因子,诱导炎症发生。

  苯乳酸作为天然有机酸,可以由部分乳酸菌通过苯丙酮酸在乳酸脱氢酶作用下发生或由非乳酸菌如白地霉等发生,其结构安稳,可耐受高温等不良条件,为天然、安全的抗菌剂,可以有用按捺细菌、真菌的成长。鉴于Fn关于结肠癌等恶性肿瘤细胞的维护及促成长和搬运的特性,以及其或许于肠道构成生物膜对健康构成的要挟,东北农业大学食物学院,乳品科学教育部要点实验室的孔祥丽、马岩石、许晓曦*等探求苯乳酸对Fn的成长按捺和损坏其构成生物膜的才能,在苯乳酸抑菌方面有重要的现实意义和实践使用价值。

  如图1所示,经培育6 h后,Fn可到达成长对数期,当培育时刻为27 h,菌株到达成长安稳期,因而Fn的最佳成长周期为27 h。在27 h前后选取一个时刻点作为后续研讨的共同断定时刻,即选取24 h和48 h作为判别苯乳酸抑菌作用的时刻点,测定苯乳酸对Fn成长的影响。

  如图2A所示,随苯乳酸质量浓度的添加,Fn的成长速率减慢。在24 h厌氧培育期间,0.4 mg/mL苯乳酸即导致Fn的成长速率显着下降,0.7 mg/mL苯乳酸对Fn到达彻底按捺,且0.7 mg/mL苯乳酸处理2 h就发生了按捺作用。

  如图2B所示,0.4 mg/mL苯乳酸处理0 h和24 h的OD600 nm差异较小,苯乳酸质量浓度大于0.4 mg/mL即可在短时刻内彻底按捺Fn成长。参加0.5 mg/mL苯乳酸厌氧培育24 h和48 h后OD600 nm差异不显着。因而,苯乳酸对Fn的MIC为0.5 mg/mL。将质量浓度0.5 mg/mL苯乳酸处理48 h后的Fn菌液涂在血平板上,厌氧培育72 h时的菌落计数成果为3.5×103 CFU/mL,而质量浓度大于或等于0.7 mg/mL的苯乳酸处理组无活菌检出,此成果与图2A成果共同。因而,苯乳酸对Fn的MBC为0.7 mg/mL。

  从图3A可看出,空白对照组的Fn两头为梭状,外表润滑。参加1/2 MIC苯乳酸处理后,Fn外表有少数蛋白溶呈现象,部分菌体抱团、黏连,菌体外表变得粗糙和部分溶解,外表变得不润滑(图3B)。经MIC苯乳酸处理后,Fn细胞壁或许受损,细菌形状变得纤细,且外表发生很多凸起(图3C),估测为胞内物质渗出。经2 MIC苯乳酸处理后,Fn已无法保持正常菌体形状,外表粗糙不平,细胞膜和细胞壁严峻损坏(图3D)。由此可估测苯乳酸损坏了细胞膜结构,导致内容物走漏。

  由图4A可知,与空白对照组比较,0.2、0.4 mg/mL苯乳酸处理组上清液中蛋白含量均显着添加(P<0.05)。而在更高质量浓度的苯乳酸作用下,与0.4 mg/mL组比较,上清液中蛋白含量显着削减(P<0.05),其原因或许是随苯乳酸质量浓度添加,溶液酸度升高,0.4 mg/mL苯乳酸处理组pH值为5.43±0.01,0.8 mg/mL苯乳酸处理组pH值则为4.50±0.01(图4B),已低于蛋白质的等电点,因为酸的作用,上清液中的蛋白质发生沉降而含量下降。跟着苯乳酸的质量浓度添加,上清液的ORP整体呈添加趋势,即氧化性增强,培育基中杂质削减,进一步证明上清液蛋白质发生了沉降。

  空白对照组的Fn中有少数凋亡,经PI荧光探针染色后,仅呈现少量赤色荧光(图5A),1/2 MIC苯乳酸处理Fn 2 h后,赤色荧光强度有所添加(图5B),即细胞的通透性添加;MIC苯乳酸处理Fn时,细胞膜损害程度进一步添加,赤色荧光强度显着增多,在整个检测范围内发生均匀的光斑(图5C)。一起,将通过CTMAB处理细胞膜的荧光状况作为阳性对照组(图5D),与阳性对照组比较,1/2 MIC苯乳酸处理的Fn细胞膜受损程度较小,而MIC苯乳酸处理的细胞膜损害程度与之挨近。

  如图6所示,空白对照组的Fn荧光阳性率为3.6%(图6A),为细菌正常代谢凋亡份额,1/2 MIC苯乳酸处理后细胞的荧光阳性率到达10.9%(图6B),MIC苯乳酸处理后的Fn的荧光阳性率到达51.6%(图6C),而阳性对照组的荧光阳性率为45.9%(图6D),该成果与全自动荧光免疫分析仪成果(图5)共同。综上所述,苯乳酸损坏了Fn细胞膜的挑选透过性及完整性,细胞膜通透性进步。

  如图7所示,与空白对照组比较,通过0.2、0.4 mg/mL的苯乳酸处理后Fn中分子质量为130 kDa以上的蛋白数量削减,70 kDa左右蛋白含量增多,阐明苯乳酸影响了Fn的代谢进程,改动了蛋白组成途径。0.8 mg/mL的苯乳酸使其胞内蛋白含量削减,这与之前发现的蛋白质外泄成果相共同,因为细胞膜破损严峻,相对较大的蛋白分子也流出,导致细菌活性削弱,组成蛋白才能下降,蛋白含量削减。

  如图8A所示,通过48 h培育,空白对照组中很多Fn构成细密的生物膜,黏附在培育玻璃片(φ=8 mm)外表,Fn顶级相连,并有所环绕,PBS清洗不易掉落;但经MIC苯乳酸处理2 h后,视界内Fn数量显着削减,且生物膜暴露出不规则孔洞,细密程度下降,菌体衔接较松懈,由空白对照中的环绕形状转变为菌体之间的黏连(图8B),其胞外物质表观结构呈现不规则空地,标明苯乳酸损坏了该生物膜结构。由此可知,苯乳酸能按捺Fn的成长,从而按捺生物膜的构成,而且能使原有的生物膜掉落和破损,阐明苯乳酸对Fn构成的生物膜有杰出的消杀作用。

  如表1所示,与空白对照组比较,0.5 mg/mL苯乳酸处理组的生物膜含量显着下降(P<0.05)。相同质量浓度苯乳酸和乳酸处理对Fn生物膜的损坏性差异显着,0.5 mg/mL乳酸处理组的生物膜含量与空白对照组比较无显着差异(P>0.05)。0.5 mg/mL乳酸组的pH值远低于0.5 mg/mL苯乳酸组,阐明苯乳酸对生物膜的损坏性来自于其自身的结构,而非由其酸性导致的。

  苯乳酸对Fn具有杰出的抑菌才能,其抑菌机制为改动细菌细胞膜的通透性,使胞内蛋白外泄;且苯乳酸下降了Fn的黏附性,对其生物膜亦具有损坏作用。因而,未来可将苯乳酸使用于调控肠道微生态及防备肠道病原菌生物膜引发疾病的功能性食物。

  许晓曦,东北农业大学食物学院畜产品加工系教授,博士研讨生导师。现为教育部乳品要点实验室主干教师,黑龙江省教育厅科技立异团队主干、东北农业大学乳品科技立异团队和新式肉制品加工立异团队主干。我国食物药品监督管理局保健食物审评中心特别医学食物审评专家、哈尔滨市奶业协会乳品加工分会副主席、我国认证组织国家认可委员会乳业技能专家等。

  1993年结业后从教至今,一向从事畜产品加工和食物安全方向的教育和科研工作,主讲《乳品安全与质量操控》、《液态乳品科学与技能》等多门课程。宣布文章100余篇,主编和参加编写的专业教材6部以及参编我国农业出书社出书的《我国奶业史》及《奶业科普百问》、《动动奶酪又何妨》2部农业部科普类专业书本,申请专利14项、取得授权专利2项及实用新式专利10项。掌管/参加多项国家科技攻关、“十一五”、“十二五”科技支撑项目和省严重专项(子课题)等,并掌管多项企业横向研讨课题。多项研讨成果取得省、市及国家级奖赏。

  孔祥丽,硕士研讨生,东北农业大学食物学院。2019.7结业于东北农业大学食物学院乳品工程专业,现在就读畜产品加工工程专业,研讨方向为乳品科学与技能、乳品安全与质量管理。研讨生期间,参加黑龙江省“百千万”工程科技严重专项项目《乳制品与肉类加工科技严重专项》等,作为榜首作者在国内中心期刊宣布论文2篇,参加宣布SCI论文1篇,中心期刊论文4篇。

  本文《苯乳酸对具核梭杆菌的抑菌作用及机制》来源于《食物科学》2022年43卷7期38-44页,作者:孔祥丽,马岩石,吴昕雨,许晓曦。DOI:10.7506/spkx0401-016。点击下方阅览原文即可检查文章相关信息。

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