肠菌进化：传统益生菌VS下一代益生菌NGPs！候选菌群——拟杆菌属、AKK菌、产丁酸菌！

"下一代益生菌NGPs候选菌群"

拟杆菌属&产丁酸菌&AKK菌

Akkermansia

传统益生菌VS下一代益生菌NGPs

传统益生菌仅属于预防和提供肠道营养

如酸奶中的嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌

服用能帮助乳糖消化、改善肠道微环境

但不能在大肠中定植 仅是“一过性”的有益菌

NGPs二代除预防外还具有一代没有的功效性

可调节炎症性肠病、代谢、免疫等重要生理作用

NGPs候选菌--拟杆菌属&产丁酸菌&AKK菌

是能够参与并作用宿主健康的功能性益生菌

如抗炎调节糖脂代谢的金氏拟杆菌和AKK

保护宿主免受肠道疾病侵袭的普拉梭菌

以及具有抗炎效果的脆弱类杆菌

“NGPs候选菌——AKK菌”

Wake Up Beauty, It’s Time to Beast。

明星菌AKK菌凭借多效用抗炎抗衰火速出圈

定植于黏膜屏障通过分解肠道黏液层中的多糖

参与宿主肠道黏膜免疫稳态和肠道屏障改善

AKK菌特异性蛋白P9能够调节GLP-1水平

改善胰岛素敏感性 降低血糖水平和血脂水平

产丁酸影响多巴胺、5-羟色胺等神经递质的合成

项尖学术期刊cell、 nature、Science发表

Akk菌在炎症性肠病、糖尿病、肥胖、脂肪肝

抗衰、自闭症、阿兹海默症、渐冻症IBD等

代谢调节和免疫治疗中具备良好应用和潜力

“下一代明星益生菌AKK菌”

Wake Up Beauty, It’s Time to Beast。

A.muciniphila

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Probiotics

--目录--

NGPs下一代益生菌VS传统益生菌

NGPs候选菌--拟杆菌属&产丁酸菌&AKK菌

NGPs除预防外还具有一代没有的功效性

参与调节炎症性肠病、代谢、免疫等重要生理作用

01

下一代益生菌VS传统益生菌

美国爱荷华州立大学Thomas J. Mansell团队在国际期刊《Biotechnology Advances》在线发表题为“Next generation probiotics: Engineering live biotherapeutics”的综述性论文。一种新兴的治疗模式是活体工程生物体的施用，即所谓的下一代益生菌(NGP)。

第一代益生菌主要是：乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌等, 主要作用是预防和保健。

如嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等菌株自然存在于食物（如酸奶）或环境中，能够发挥一些益生菌的作用，如帮助乳糖消化、改善肠道微环境；

但它们本身不能在大肠中定植，仅在通过胃肠道时发挥积极作用，因此是“一过性”的有益菌；

下一代益生菌(NGPs)主要的候选菌群：拟杆菌属、嗜黏蛋白阿克曼（AKK）菌和产丁酸菌等。

NGPs指通过现代科技手段（如基因工程、分子生物学等）进行优化或改良的新型益生菌菌株。

下一代益生菌(NGPs)是指当给予足够的剂量时, 能通过特定途径和调节特性对机体健康产生影响,可预防和治疗机体代谢障碍或改善宿主健康功能的活性微生物。

总结一句话，一代有的功效二代都有，并且二代更强！NGPs除预防外还具有一代没有的功效性，参与调节炎症性肠病、代谢、免疫等重要生理作用！

02

NGPs二代候选菌

拟杆菌属&产丁酸菌&AKK菌

▌拟杆菌属属于拟杆菌门

是一种严格的厌氧菌，占结肠微生物群的20%~40%，是乳杆菌属和双歧杆菌属的10 000倍。拟杆菌属通过调节淋巴细胞和细胞因子的表达，促进新陈代谢和缓解炎症。

其中具有潜在的益生功能的菌属有卵形拟杆菌(Bacteroides ovatus)、脆弱拟杆菌、解木聚糖拟杆菌(Bacteroides xylanisolvens)、多氏拟杆菌(Bacteroides dorei)、酸性拟杆菌(Bacteroides acidifaciens)等。

▌产丁酸菌

产丁酸菌不是某一特定的菌属，是通过降解碳水化合物产生丁酸的一类功能性菌群，比较具有代表性的有丁酸梭菌、普拉梭菌和霍氏真杆菌及AKK菌。

丁酸盐宿主有几种有益的作用，包括为上皮细胞提供能量，诱导结肠调节性T细胞，抑制结肠上皮细胞的炎症反应，以及改善代谢综合征；且丁酸盐影响多巴胺、5-羟色胺等神经递质的合成，对大脑健康具有积极作用。

▌明星益生菌AKK菌 同时也是丁酸生产菌

Akk菌虽然只占肠道菌群的3%左右，但其丰度与炎性肠病、肥胖和2型糖尿病风险呈现负相关，还与癌症免疫治疗中PD-1/PD-L1抑制剂的疗效有正相关性，极有潜力成为“下一代明星益生菌”。

AKK菌的代谢调节功能涉及产热、脂质和葡萄糖代谢、炎症和肠道菌群本身，影响维生素的合成，能够为结肠上皮细胞供能，增强肠道屏障；减少促炎因子的生成，降低结肠炎症的发生。

03

NGPs的作用机制

“下一代益生菌AKK菌作用机制 ”

NGPs的作用机制主要分为3个方面

一是作为机体不可或缺的一部分，通过其自身结构和免疫特性发挥作用；

二是通过分泌代谢产物在调节肠道微生态平衡和宿主健康方面起重要作用；

三是通过提高肠道上皮细胞紧密连接蛋白的表达，增强肠道上皮屏障的功能而起作用。

▌调节免疫 抑炎抗炎 减少神经炎症

一是通过自身免疫调节，如激活巨噬细胞、B淋巴细胞和自然杀伤(NK)细胞对抗原刺激做出反应；与肠上皮和固有层细胞相互作用，诱导局部免疫反应；激活肠黏膜中的淋巴组织，提高分泌型免疫球蛋白含量。

二是通过产生抗炎细胞因子来提高肠道免疫功能。在清除病原菌之后，调节性T细胞就会发出攻击停止信号，调节机体免疫稳态和阻止自身过度免疫。

丁酸盐减少神经炎症，有助于调节与认知功能和神经保护相关的过程，并平衡各免疫亚群间的比例。

▌产短链脂肪酸SCFAs 供能上皮细胞

NGPs可通过产生SCFAs、抗菌肽、细菌素来抑制病原微生物生长，加快肠道上皮合成，保护胃肠黏膜。SCFAs是肠道微生物发酵纤维的终产物，能够促进糖异生、降血糖素合成；SCFAs通过激活L细胞上的G蛋白偶联受体43(GPR43)，促进胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和胰高血糖素样肽-2(GLP-2)的分泌；

此外，SCFAs及微生物抗炎性分子(MAMs)都能抑制炎性细胞因子的表达，如TNF-α、IL-6、白细胞介素-1β(IL-1β)。

▌ 增强肠道屏障功能 抑制病原菌

肠上皮细胞的结构蛋白[闭锁小带蛋白(ZO)、封闭蛋白(claudin)等]和调节蛋白(肌动蛋白、E-钙黏蛋白等)用于连接相邻的肠上皮细胞，形成紧密连接并调节细胞间通透性。黏蛋白-2在小肠和结肠中表达，在肠道上形成一层黏液，以抑制病原菌的黏附和侵袭；

紧密连接可以限制脂质和膜蛋白在细胞不同液体空间的扩散，维持细胞极性；且相邻细胞的质膜紧密融合有利于维持肠黏膜通透性，防止氧化应激破坏屏障功能。

▌“益生”作用（微生物多样性）

通过分解粘液产短链脂肪酸（SCFAs），可大大促进多种益生菌的活性，而菌群平衡有助于稳定机体生理功能，作用肠脑-轴维护身心健康。

A.muciniphila

综上所述，作为下一代益生菌的典型代表，Akk菌可在肠道内的定植，凭借改善代谢及多效用抗炎抗衰火速出圈。

AKK菌在炎症性肠病、糖尿病（肥胖）、脂肪肝、抗衰、自闭症、阿兹海默症、渐冻症IBD等代谢调节和免疫治疗中具备良好应用和潜力；

此外，巴氏灭菌的Akk被认为对人类是安全的，因此也适合临床应用，今后有望成为具有治疗意义的“顶流”益生菌。