植物乳杆菌DS1073:双重守护胃黏膜,抵御幽门螺杆菌感染与酒精损伤
近期,韩国生命工学研究院(KRIBB)及多所合作机构的研究团队在国际期刊《Cell Communication and Signaling》(IF 11.6)上发表了题为“Lactiplantibacillus plantarum DS1073 protects the gastric mucosa under Helicobacter pylori infection and ethanol stress”的研究论文。该研究系统筛选了340株益生菌,首次将人胃类器官来源的二维单层抗黏附筛选与乙醇/盐酸急性胃损伤动物模型相结合,揭示了植物乳杆菌DS1073对胃黏膜的双重保护作用,为非抗生素胃健康制剂的开发提供了新思路。
一、研究背景:胃黏膜面临感染与化学损伤的双重挑战
幽门螺杆菌感染全球约半数人口,是慢性胃炎、消化性溃疡及胃癌的主要病因。其通过外膜黏附素和分泌毒力因子(如CagA、VacA)定植于胃上皮,引发持续炎症和黏膜损伤。标准三联/四联疗法虽有效,但抗生素耐药率(尤其克拉霉素和甲硝唑)逐年上升,加之治疗依从性和副作用问题,亟需非抗生素替代策略。
同时,过量饮酒是常见的共暴露因素。乙醇可刺激壁细胞H⁺/K⁺-ATP酶活性,破坏黏液层和紧密连接,增加胃酸分泌,削弱黏膜防御,并可能影响幽门螺杆菌根治疗效。因此,既能抗幽门螺杆菌又能抵御酒精损伤的益生菌具有重要的转化价值。
植物乳杆菌(L. plantarum)是公认的益生菌,具有增强屏障、竞争黏附位点和调节免疫等作用,但以往研究多聚焦于单一应激条件,缺乏在感染与化学损伤双重压力下的系统评估。本研究填补了这一空白。
二、研究成果:DS1073——兼具抗感染与抗化学损伤的胃保护菌株
1. 高通量筛选锁定植物乳杆菌DS1073
研究团队收集了340株乳酸菌(涵盖25个种),制备无细胞上清液(CFS),在微需氧条件下测试其对幽门螺杆菌生长的抑制能力。初筛发现21株具有显著抑菌活性,其中长双歧杆菌(B. longum)和植物乳杆菌(L. plantarum)占60%以上。进一步利用人胃窦类器官来源的二维上皮单层进行黏附抑制实验,确认三株植物乳杆菌(DS1073、DS1902、DS1989)效果最佳,DS1073脱颖而出。
2. 直接抑制幽门螺杆菌活力并下调毒力/黏附基因
DS1073 CFS处理幽门螺杆菌后,活、死染色显示活菌比例下降2.87倍。qPCR证实,毒力基因(cagA、vacA、ureA、amiE)和黏附相关基因(dupA、hpaA、babA)及生存基因ureB均显著下调,表明DS1073不仅杀菌,还从转录水平削弱病原体的致病潜能。
3. 动物模型中减少幽门螺杆菌定植与炎症
在幽门螺杆菌感染小鼠模型中,每日口服DS1073 CFS(0.5×剂量)可显著降低胃内幽门螺杆菌载量,并下调胃组织炎症标志物(Tnfα、Il-1β、Il-6)的表达,而高剂量(5×)保护效果反而减弱,提示剂量依赖性。
4. 对乙醇/盐酸急性胃损伤的显著保护作用
在乙醇、盐酸诱导的急性胃溃疡模型中,DS1073 CFS或活菌(1×10⁹ CFU/kg)灌胃2周后,再给予损伤刺激。结果发现:
宏观出血评分显著降低,上皮结构完整,黏液产生恢复(PAS染色阳性增强)。炎症因子(TNF-α蛋白及Tnfα、Il-6、Il-1β mRNA)下调,胃蛋白酶原I(Pepsinogen I)表达恢复。酸分泌基因Atp4a和Atp4b在活菌组中下调更明显,提示可能通过调节胃酸分泌减轻损伤。
5. 转录组机制揭示抗炎与钙信号调控
在乙醇损伤的人胃上皮细胞(GES-1)中,DS1073 CFS预处理提高了细胞活力,减少凋亡。RNA-seq显示,DS1073逆转了乙醇诱导的细胞因子-受体相互作用、MAPK信号通路和钙信号通路的异常激活。qPCR验证了IL1R1、CSF1R、IL23A、DUSP2、CAMK4等关键基因的表达下调,提示其通过多通路保护上皮细胞。
三、总结与展望
该研究系统证明了植物乳杆菌DS1073具有双重胃保护功能:一方面通过抑制幽门螺杆菌生长、下调毒力/黏附基因、减少定植和炎症来对抗感染;另一方面通过保护上皮完整性、恢复黏液分泌、抑制炎症和调节钙信号来抵御急性酒精化学损伤。这一“一菌双效”的特性,使其成为极具潜力的非抗生素胃健康制剂候选。
研究也指出局限性:机制实验主要在单层上皮细胞中进行,未涵盖免疫细胞和基质成分;具体效应分子(如短链脂肪酸、细菌素等)尚未鉴定。未来需在慢性胃炎或胃癌前病变模型中验证长期效果,并通过类器官共培养或器官芯片技术阐明细胞间互作,最终推进临床研究。
该研究为幽门螺杆菌感染合并饮酒人群的预防和辅助治疗提供了新思路,也为益生菌的精准应用奠定了基础。
参考文献: Son YS, Park JY, Jeon S, et al. Lactiplantibacillus plantarum DS1073 protects the gastric mucosa under Helicobacter pylori infection and ethanol stress[J]. Cell Communication and Signaling, 2026, 24: 398.
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