源自新疆发酵韭菜:植物乳杆菌 P470,国产功能益生菌新候选
冠心病(CHD)伴随动脉粥样硬化,本质是慢性氧化应激 + 低度炎症,LPS 诱导巨噬细胞 M1 极化,释放 TNF‑α、IL‑6 等促炎因子,推动斑块发展。他汀类等药物存在胃肠道、神经等副作用,需要新的膳食干预策略。冠心病患者普遍存在肠道菌群失调:厚壁菌门升高、拟杆菌门降低,变形菌门等条件致病菌富集,肠‑心轴成为干预靶点。我国传统发酵韭菜含有丰富植物乳杆菌;P470 分离自新疆发酵韭菜。目前尚不清楚该菌株对冠心病患者粪便菌群、代谢的调节作用。研究采用体外人粪便厌氧结肠发酵模型,模拟人体结肠环境,探究 P470 的抗氧化、抗炎、菌群调控、代谢调控潜力。
P470 核心功能解析:围绕肠道 心脏轴五大作用机制
1. 提升羟基自由基清除能力,强化肠道抗氧化水平
在 DPPH 自由基清除实验中各组未见显著差异;但冠心病患者粪便发酵体系中添加 P470 之后,羟基自由基清除能力由 78.06% 提升至 92.68%,抗氧化能力显著提升,健康人粪便体系无明显变化。提示 P470 的抗氧化效果在疾病状态紊乱肠道环境下效果更突出,有助于降低氧化应激,而氧化应激正是动脉粥样硬化关键驱动因素。
2. 下调促炎因子,发挥肠道抗炎活性
以 RAW264.7 巨噬细胞构建 LPS 诱导炎症模型,检测发酵上清对炎症因子 mRNA 表达影响: 冠心病组添加 P470 后,促炎因子TNF α、IL 6 表达显著下降。TNF α、IL 6 是动脉粥样硬化斑块形成、进展的核心促炎介质,肠道来源的 LPS 入血会驱动慢性低度炎症,加剧血管损伤。P470 通过调节肠道微生态代谢物,间接抑制巨噬细胞炎症响应,实现抗炎潜力。
3. 重塑冠心病患者紊乱肠道菌群,压制条件致病菌
16S 测序结果显示:P470 不会大幅度改变菌群 Alpha 多样性(Chao1、Shannon 指数无统计学差异),但是显著改变菌群物种组成,定向调控关键菌属丰度。
上调有益菌:拟杆菌属(Bacteroides)、乳杆菌属(Lactobacillus)丰度提升;
下调有害 / 条件致病菌:埃希氏 志贺菌、肠杆菌、韦荣球菌、埃格特菌、幽门螺杆菌相关类群丰度下降。
冠心病患者肠道普遍存在变形菌门富集,埃希氏 志贺菌等类群与 TMAO 生成、肠道炎症、动脉粥样硬化风险升高相关;埃格特菌会驱动 Th17 炎症通路;韦荣球菌与代谢紊乱相关。P470 可以降低厚壁菌 / 拟杆菌(F/B)比值,已有文献证实冠心病患者 F/B 比值偏高,该比值下降代表肠道微生态向健康方向偏移。
同时 PICRUSt 功能预测显示:菌株干预后精氨酸 脯氨酸代谢、糖酵解、肽酶、氨基酸代谢通路增强,提升菌群整体代谢能力。
4. 促进短链脂肪酸 SCFA 生成,构筑代谢保护屏障
短链脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸)是肠道菌群核心保护代谢物,抑制全身炎症、维护肠屏障、调节脂质代谢,对抗动脉粥样硬化损伤PMC。 实验结果:冠心病患者粪便发酵体系中加入 P470,乙酸、丙酸含量显著升高;健康人组中丙酸、丁酸显著提升。SCFA 的提升,是 P470 实现抗炎、抗氧化、调节脂质代谢的重要物质基础。
5. 调控不饱和脂肪酸、亚油酸代谢通路,干预脂代谢
非靶向 UPLC MS/MS 代谢组学发现:P470 干预后差异代谢物显著富集于不饱和脂肪酸生物合成、亚油酸代谢通路;亚油酸(Linoleate)含量上调,促损伤的环氧代谢物 A 12 (13) EpODE 下降,促血脂升高的反式岩芹酸含量降低。 亚油酸作为 ω 6 多不饱和脂肪酸,经过菌群转化生成共轭亚油酸,可以减轻巨噬细胞浸润,抑制血管内皮黏附分子表达,缓解动脉粥样硬化进程。P470 通过肠道菌群重塑改变脂肪酸代谢谱,实现对脂代谢的调节作用。
研究结论
从新疆发酵韭菜中分离得到的植物乳杆菌 P470,借助体外粪便厌氧发酵实验证实,能够改善冠心病患者的肠道粪便微生态环境。实验观察到,该菌株可增强体系内羟基自由基清除水平,发酵后的粪便上清能够抑制巨噬细胞分泌 TNF‑α、IL‑6 这类促炎介质。在菌群层面,P470 不会彻底重构肠道菌群结构,但能够调整厚壁菌 / 拟杆菌(F/B)比例,提高拟杆菌属、乳杆菌属的占比,同时下调埃希氏‑志贺菌、肠杆菌、埃格特菌等和动脉粥样硬化风险相关的条件致病菌。
与此同时,P470 干预后,粪便发酵体系的乙酸、丙酸产量明显上升,还会重塑不饱和脂肪酸与亚油酸的代谢过程,减少脂质氧化产生的毒性代谢物。 这项研究也提示,传统发酵韭菜来源的乳酸菌,在肠‑心轴膳食干预方向具备不错的开发前景。但现阶段所有结论均来自体外模型,还需要通过动物试验以及更大规模的人体干预试验,验证菌株在体内的真实作用效果。
产业价值:国产心血管代谢方向益生菌的新赛道
国内益生菌行业正在经历发展转向,过去市场高度依赖海外引进菌株,如今越来越多科研团队把目光投向本土资源,从各地传统发酵吃食、少数民族特色发酵制品里筛选具备功能潜力的乳酸菌,搭建自有菌种库,减少核心菌种层面的对外依赖。P470 这株菌,恰好契合当下产业两大发展方向。第一,赛道往纵深发展:跳出基础肠道养护,布局代谢与心血管风险的膳食干预。 市面上多数益生菌产品,卖点还停留在通便、调理肠胃这类基础诉求。随着大众健康认知提升,大家开始关注血脂维护、血管健康、慢性低度炎症管理,肠‑心轴相关的代谢健康赛道,商业价值正在凸显。 需要客观说明的是,P470 现阶段只完成了体外粪便发酵模拟实验,还没有动物以及人体临床数据支撑。它属于具备研究潜力的候选菌株,不能宣传可以治疗冠心病,更适合作为功能性食品、膳食补充剂的原料,面向心血管代谢高危人群做膳食层面的辅助调理。第二,原料来源自带国潮属性,适配中式发酵产业升级。 市面上不少益生菌分离自乳制品,而 P470 取材于国内韭菜发酵体系,本身适应植物发酵环境。除常规的菌粉原料之外,后续也有机会落地到植物基发酵饮料、即食发酵蔬菜、调味发酵酱料等产品。可以联动传统发酵食品产业协同升级,打通从菌种挖掘、基础机理研究,到功能配料生产、终端产品落地的完整产业链条。
参考链接:https://doi.org/10.3390/nu16172945
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