瑞士乳杆菌MB2-1抗幽门螺杆菌粘附活性多糖组份库构建及其机制研究

Helicobacter pylori induces gastrointestinal diseases such as chronic gastritis, gastrointestinal ulcers, and corresponded to stomach cancer. Adverse side effects (i.e. resistance to drug and low efficacy) of traditional clinical antibiotic treatments have focused attention on the micro-ecology treatments. Lactobacillus helveticus MB2-1, isolated from the traditional Xinjiang Sayram yogurt, was reported of a higher EPS yields. Recent studies showed the exopolysaccharides (EPS) originated from lactic acid bacteria had inhibition and blocking effects on H. pylori as well as its toxins. However, very few studied have investigated the anti-adhesion mechanism. In this project, whey protein as medium will be used for inoculation of L. helveticus MB2-1. On the basis of preliminary, alteration of carbon sources, concentrations, and conditions of fermentation will be performed in order to gain EPS fractions with different active structure units for building an EPS fractions library with different structures. EPS fractions with high bioactivities will be selected. Qualitative, positioning, and quantitative studies will be performed to investigate the relationship of structure and anti-adhesion effects of different EPS fractions through EPS structure, determination of adhesion site, and anti-adhesion mechanism. This study has important theoretical significance for development of functional dairy products with anti-H. pylori adhesion effects.

幽门螺杆菌是引发慢性胃炎、胃肠溃疡等疾病的主要因素，并与胃恶性肿瘤的发生密切相关。传统的抗生素疗法存在产生抗药性和易复发等缺点，因此微生态等替代疗法成为目前研究热点。瑞士乳杆菌MB2-1分离自药食兼用的传统新疆赛里木酸奶，胞外多糖（EPS）产量很高。最新研究发现乳酸菌EPS可对幽门螺杆菌自身及其毒素起直接抑制和封闭作用，但对其抗粘附机制了解甚少。本项目以乳清为基质，接种瑞士乳杆菌MB2-1，通过改变外源碳源种类、浓度和控制发酵条件，获得多种含特征活性结构单元的EPS组份，在前期研究基础上，构建结构丰富的EPS组份库，通过对高活性EPS组份进行高效筛选和结构表征，评价不同结构EPS组份对幽门螺杆菌的抗粘附能力，并从EPS结构、粘附位点确定、抗粘附作用机制三个方面定性、定位、定量探讨各EPS组份抗幽门螺杆菌粘附作用构效关系及其内在作用机制。研究结果为开发功能性抗幽门螺杆菌乳制品提供了理论依据。

幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）是引发慢性胃炎、胃肠溃疡等疾病的主要因素，并与胃恶性肿瘤的发生密切相关。传统的抗生素疗法存在产生抗药性和易复发等缺点，因此微生态等替代疗法成为目前研究热点。瑞士乳杆菌MB2-1（Lactobacillus helveticus MB2-1）分离自药食兼用的传统新疆赛里木酸奶，胞外多糖（EPS）产量很高。最新研究发现乳酸菌EPS可对幽门螺杆菌自身及其毒素起直接抑制和封闭作用，但对其抗粘附机制了解甚少。本项目以乳清为基质，对一株分离自新疆赛里木酸奶中的瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus MB2-1）产胞外多糖（EPS）及其发酵条件进行了优化，确定了其最优发酵条件，并将其应用于发酵牛乳生产；进而对L. helveticus MB2-1产胞外肽聚糖（PGN）和胞外粘液多糖（EPS）进行了分离提取条件优化和结构分析，获得了其一级结构和高级结构信息；通过改变外源碳源种类、浓度和控制发酵条件，获得多种含特征活性结构单元的EPS组份，在前期研究基础上，构建结构丰富的EPS组份库；进一步对不同EPS纯组分抗高毒力幽门螺杆菌SS1等致病菌黏附及生物膜清除活性进行了研究，同时建立了一种基于新型APEX酶的酶标记方法，通过构建多种质粒进行转染，对H. pylori SS1 VacA毒素作用靶细胞机制及不同 EPS组分对毒素结合能力影响进行了研究；研究过程中同时发现不同碳源对L. helveticus MB2-1发酵产EPS结构和病原菌生物膜清除作用具有显著影响，而且除L. helveticus之外，其他类型来源乳酸菌产EPS对H. pylori等致病菌也具有一定抑制作用，这与乳酸菌EPS的一些共有结构密切相关；最后为了更进一步对L. helveticus MB2 -1 产EPS进行深入研究和合成预测，又进一步对该菌株的全基因组进行了测序以及对其比较基因组进行了分析。该研究结果可为开发功能性抗幽门螺杆菌乳制品提供理论依据，同时对于婴幼儿配方奶粉母乳化以及乳酸菌多糖的深层次开发也具有重要的理论和实际意义。