Bifidobacteria--读书报告.ppt

1、1,Bifidobacteria can protect from enteropathogenic infection through production of acetate,Nature 2011.6.27, 读书报告,报 告 人： 专 业： 食品科学,2020/7/29,2,目 录,手段及结果,总结及启示,现状及问题,3,一、现状及问题,前人研究总结,EHEC O157:H7可导致腹泻，出血性结肠炎和溶血尿毒综合征等疾病，其主要致病因是产生志贺毒素（Stx）； 益生菌预处理可以保护小鼠不受感染而死亡。,自己研究发现,EHEC O157:H7感染无菌小鼠，7天即死亡； 感染EHEC O

2、157:H7前，分别用长双歧杆菌亚种JCM 1217 (BL)和青春双歧杆菌JCM1275 (BA)在无菌小鼠体内定植，BL可阻止死亡，BA无效。,2020/7/29,4,1.同样是双歧杆菌，为什么会产生不同的效果？ 2.双歧杆菌的保护机制是什么？,提出问题,5,二、 采取的手段,对比分析两种双歧杆菌处理的小鼠，寻找差异。,对比分析,结论：2.E. coli O157在炎症发生前即刺激末端结肠上皮细胞的死亡，接种BL可阻止；,结论：1.BL可以促进上皮细胞的防御功能阻止Stix2进入血液。,2020/7/29,6,2020/7/29,7,1. BL和BA在肠道中可能产生不同的代谢产物。,提出假

3、设一,2020/7/29,8,取4种双歧杆菌（BL,BF具有预防效果；BA,BT无预防效果)预处理的小鼠粪便进行代谢物的分析，发现：,2.BL,BF鼠粪便中乙酸显著多于BT,BA鼠,1.BL,BF鼠与BT,BA鼠的粪便代谢物明显差异,2020/7/29,9,2. 粪便中乙酸含量与小鼠抵抗感染的能力成正相关。,提出假设二,2020/7/29,10,BL和BA小鼠的结肠上皮细胞转录组相关变异分析和粪便代谢组发现Apoe, C3 和 Pla2g2a的表达与乙酸含量有关。,1.人体结肠上皮细胞实验表明乙酸诱导此三种基因的表达。,2.乙酸可以阻止跨上皮电阻的降低（导致感染细胞死亡）和Stx2从结肠上皮细

4、胞的顶端到基底侧转移。,2020/7/29,11,结论：1.具有预防效果的双歧杆菌产大量乙酸诱导结肠上皮细胞的抗炎效果及阻止Stx2向血液中转移。,2020/7/29,12,1.为什么具有预防效果的双歧杆菌可以有效利用碳水化合物产生大量乙酸？,提出问题1,13,测定BL, BF 和 BT的全基因序列并与BA 和另一株具有预防效果的双歧杆菌 BN比较。,发现仅存在于具有预防效果的双歧杆菌(BL, BF和BN)的5个syntenic loci，其均含有编码ATP结合盒(ABC)-type碳水化合物转运蛋白；位于1和5基因座的被分配给COG1879, COG1172 和 COG1129的基因是BL,

5、 BF和BN特有的，BT和BA不存在。,14,3. 对起预防效果双歧杆菌的转运蛋白具有特异性的底物是核糖、果糖，甘露糖或者其他糖类。,提出假设三,15,用 13C-labelled 葡萄糖和果糖进行体外代谢分析及PLS-DA。,具有预防效果的双歧杆菌消耗果糖和生产乙酸的速率显著高于无预防效果的双歧杆菌；甘露糖具有同样的特异性。,因有报道果糖诱导BL0033 和BL0034的表达，推断在BN中果糖上调表达BL0033BL0036；且发现起预防效果的双歧杆菌在末端结肠表达BL0033。,提出假设四,4.BL0033基因参与阻止E. coli O157感染造成的小鼠死亡。,16,1.用同源重组技术将

6、BN的BL0033 敲掉，记为BNKO。,1.BNKO利用果糖能力降低，产乙酸量降低（试管内培养）；,2.BNKO不能阻止感染小鼠的死亡；,3.BNKO小鼠粪便中乙酸含量低于BN小鼠。,2020/7/29,17,2.构建可以外源表达BL0033BL0036的BA，记为BAtg。,2.BNtg利用果糖能力提高，产乙酸量增加，但是低于BN。,1.BNtg可以延迟感染后小鼠的死亡时间；,2020/7/29,18,2.末端结肠中乙酸含量的增加是否能够阻止E. coli O157感染小鼠的死亡？,提出问题2,2020/7/29,19,在BA+O157小鼠的饮食中添加乙酰化的淀粉（在肠道水解后释放乙酸）。

7、,1.显著提高感染小鼠的存活率；,2.小鼠粪便中的乙酸含量增加；,结论：1.乙酸的量对保护作用至关重要。,20,（1）双歧杆菌产生的乙酸，可以促进宿主上皮细胞的防御功能。 （2）本文鉴定出了赋予双歧杆菌益生效果的转录糖转运蛋白的基因。,三、 总结与启示,具有和不具有防御效果的双歧杆菌均能利用葡萄糖产生乙酸，为什么会产生差异？ Both the preventive and non-preventive bifidobacteria can produce enough acetate in the presence of glucose, and this is probably what t

8、akes place in the proximal part of the colon. In the distal colon, however, the glucose supply has been exhausted, and only the bifidobacteria equipped with probiotic transporters can produce enough acetate, throughcatabolizing the fructose that is present.,21,（1）目前商业益生菌大都来自人体肠道，换言之，健康人群的肠道本身就含有大量益生菌，那么再服用大量益生菌会达到显著地益生效果吗？ 如果此益生菌以葡萄糖为碳源，那么在末端结肠因葡萄糖的消耗殆尽而无法大量繁殖，服用此大量益生菌还会有效果吗？ 如果食用了一些仅益生菌能利用而其他肠道微生物无法利用的物质，如果糖、低聚糖、菊糖等物质，而使人体肠道本身具有的益生菌大量繁殖，是否也会产生益生效果？ 服用具有疾病治疗和预防的保健品、食品、中药等，是否会相应的改变肠道菌群