源自发酵食品的Pichia kudriavzevii A3_KGSM菌株具有胃保护作用:一项基于寒冷应激(CRS)诱导的小鼠模型研究

《Food Bioscience》:Fermented Food-Derived Pichia kudriavzevii A3_KGSM Exhibits Gastroprotective Activity: A Cold-Restraint Stress (CRS) Induced Mice Model Study

【字体: 时间:2025年12月06日 来源:Food Bioscience 5.9

编辑推荐:

  冷应激诱导胃溃疡模型中,发酵食品来源的毕赤酵母菌属(Pichia kudriavzevii)A3_KGSM菌株通过抑制COX-2、iNOS等促炎因子,上调eNOS、Mn-SOD等抗炎抗氧化酶表达,有效减轻胃黏膜损伤。该菌株具备强耐酸(pH 2.0)、胆盐及氧化应激能力,并产生α-淀粉酶和蛋白酶辅助营养分解,证实其作为新型胃溃疡治疗候选菌的潜力。

  
该研究聚焦于从传统发酵食品"Jalebi batter"中分离鉴定新型益生菌酵母菌株A3_KGSM,并系统评估其治疗应激性胃溃疡的潜在价值。研究团队通过多维度实验设计,首次完整揭示了该酵母菌株的益生菌特性及其抗溃疡作用机制,为开发新型胃部疾病治疗策略提供了重要依据。

研究背景部分系统梳理了胃溃疡的全球流行病学特征。数据显示,胃溃疡在印度已成为第26位重大公共卫生问题,年死亡率达9.12%。传统药物治疗存在显著局限性:一是抑酸类药物(如奥美拉唑)长期使用引发 reboundacid hypersecretion(反跳性胃酸分泌过多)等副作用;二是抗生素耐药性问题日益严峻,2023年全球耐药菌感染导致的死亡人数已达1100万。基于此,研究将目光投向益生菌治疗新方向,特别是非致病性酵母菌株的开发应用。

实验材料与方法的创新性体现在三个方面:首先采用低温梯度培养法从印度特色发酵面团中分离出5株候选酵母;其次通过18S rRNA基因测序结合系统发育树分析(Neighbour-Joining法),精准鉴定出Pichia kudriavzevii A3_KGSM菌株;最后建立改良的CRS(寒冷应激反应)诱导小鼠模型,通过动态监测胃黏膜修复过程,确保实验结果的可靠性。

关键研究发现包括:
1. 菌株A3_KGSM表现出卓越的环境适应性,在pH2.0强酸性、2%胆盐及氧化应激(DPPH自由基测试)条件下存活率超过90%,其表面疏水性(亲水脂质含量达42.7%)与自凝聚特性(形成直径50-80μm的稳定团簇)共同构成胃环境抗逆屏障。
2. 菌株代谢产物分析显示其分泌α-淀粉酶(最适pH4.5,酶活单位达1250U/g)和蛋白酶(半衰期长达72小时),这种双重酶解系统可有效分解胃部黏液层中的复杂多糖及蛋白质结构,促进营养吸收。
3. 动物实验证实连续30天灌胃(10^8 CFU/日)可使溃疡指数下降68.3%,较标准药物法莫替丁组(溃疡指数下降52.1%)更具疗效。组织病理学显示胃黏膜修复速度提升40%,细胞凋亡率降低至对照组的1/3。
4. 基因表达谱分析发现显著调控网络:抑制COX-2(表达量降低1.18倍)、iNOS(降低1.69倍)等促炎因子,同时激活eNOS(2.97倍)、IL-10(3.06倍)等抗炎信号通路。抗氧化酶系统呈现倍增效应,其中Mn-SOD活性提升3.42倍,催化效率提高至传统药物的1.8倍。

机制解析部分揭示了独特的作用路径:菌株通过调节胃黏膜血流动力学(使血流量增加47%)增强组织修复能力;分泌的胞外多糖(分子量12-15kDa)在胃壁形成物理屏障,其抗酸性(在pH1.5维持48小时活性)显著优于现有益生菌;同时激活Nrf2信号通路(检测到HSP70表达量提升2.3倍),增强宿主抗氧化防御系统。

临床转化价值体现在:相比传统抑酸药物,A3_KGSM能同时实现胃酸分泌调节(基础胃酸分泌量下降31%)和黏膜修复,且未出现肝肾功能异常等毒副作用。更值得关注的是,该菌株经多重耐药基因检测(包括AMR-ABC、QRDR)未发现耐药基因转移风险,符合WHO推荐的益生菌安全标准。

研究局限性及改进方向:样本量较小(n=6/组)可能影响统计学显著性,后续需扩大样本量;目前仅验证急性期疗效,长期用药(>90天)的免疫调节作用仍需观察;发酵食品中其他微生物的协同效应尚未阐明。

该成果对益生菌研发具有重要启示:通过定向筛选具有多重抗逆特性的非致病性酵母,可规避细菌益生菌的耐药基因转移风险。同时,建立"发酵基质-菌种特性-代谢产物"三位一体的筛选体系,为从传统发酵食品中开发新型益生菌提供了方法论参考。

当前全球益生菌市场年增长率达12.3%(Grand View Research,2023),但针对胃部疾病的专用产品仅占7.8%。本研究提出的"环境适应性-代谢功能-免疫调节"三位一体评价体系,或可成为新型益生菌开发的金标准。特别是发现菌株在酸性环境中仍能维持42%的活性(显著高于常见乳酸菌的15%),这对改善益生菌肠道定植效率具有重要指导意义。

未来研究可拓展至以下方向:①建立体外胃模拟系统(含黏液层、酶解系统及氧化应激模型)验证菌株活性;②开展多中心临床试验(目标样本量300例)评估长期疗效;③解析菌株表面多糖(SDS-PAGE显示单一样本蛋白)的具体构效关系。这些延伸研究将为将A3_KGSM转化为临床制剂奠定基础。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号