益生菌: 各種植物乳桿菌的菌株與功能探討

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  • 9 個月 ago
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前幾期有提到各種益生菌以及後生元的分類與功能,但實際上即便是同樣一種菌,也會分化成不同的菌株,而判定則會以益生菌的16sRNA進行比對。不同菌株上雖然序列相似,但某些基因序列中基因的重複次數卻不同,影響一些代謝物的表現量差異。因此人類從生物上分離出許多不同的植物乳桿菌菌株,就是為了研究每個菌株個別的功能。因此這次從期刊上整理植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)的各個菌株進行功能上的分類,以便於後續的選擇與研究。

圖1. 不同的菌株對應不同的功能。

延伸閱讀: 植物乳桿菌相關研究

植物乳桿菌菌株(Lactobacillus plantarum)實驗對象功能機制
緩解發炎性腸病(inflammatory bowel diseases, IBD)
LAB21母Wistar大鼠免疫調節/抗氧化向上調控IL-10表現和向下調控IL-1,增加谷胱甘肽濃度,降低脂質過氧化。
K68BALB/c小鼠免疫調節/抗發炎向下調控TLR4,Foxp3和 SOCS3 mRNA在結腸表達。減少結腸TNF-α、IL-6、IL-1和MPO表現。
Lp91瑞士白化小鼠免疫調節向上調控IL-10,COX1以及IL-4,向下調控TNF-α與COX-2表現。
299VIL-10缺陷小鼠免疫調節降低結腸中 IFN-γ 和 IL-12 的濃度。
LS/07 CCM7766母SD大鼠免疫調節/抗發炎降低結腸中 IL-2、IL-6、IL-17 和 TNF-α 的濃度,降低結腸中 NF-κB、iNOS 和 COX-2 的表達。
CLP0611公ICR小鼠抗發炎降低結腸 MPO 活性、iNOS、COX-2、TNF-α、IL-6 和 IL-1β,抑制 NF-κB 和 MAPK 信號通路以及誘導 M2 巨噬細胞極化。
治療血脂異常和/或高膽固醇血症
B23公SD大鼠改善血脂異常血清中TC、TG和LDL濃度分別降低30%、60%和25%,糞便膽固醇含量增加至1.5倍。
Lp09公SD大鼠改善血脂異常/減重TC、TG 和 LDL 濃度分別降低 24%、23% 和 36%,體重增加減少了16%。
CK102公SD大鼠改善血脂異常/減重總脂質、TG 和 LPD 的血清濃度分別降低了 32%、62% 和 29%,體重降低 13%。
LS07或LP96SD大鼠改善血脂異常LS07血清 TC 降低了 20%。Lp96 將血清中 TG 和 VLDL 分別降低了 39% 和 40%。
KCTC3928公C57BL/6小鼠改善血脂異常TC、TG 和 LDL 的血清水平分別提高了 40%、40% 和 45%。TC 和 TG 在肝臟濃度降低了 18% 和 29%。
WCFS1公C57BL/6小鼠改善血脂異常/抗發炎降低血清TG和LDL濃度。 通過降低血清 TNF-α 濃度減輕發炎。
CAI6以及SC4公昆明小鼠改善血脂異常/抗氧化將血清 TG 和 LDL 濃度降低 19%。 調節 Nrf-2 誘導的抗氧化防禦。
NCU166Sprague-Dawley大鼠改善高膽固醇血症顯著影響生物途徑和過程,包括脂質、脂蛋白的新陳代謝,紫杉醇、色氨酸、膽汁分泌、脂肪酸生物合成、糖溶解和葡萄糖生成。
治療糖尿病
TN627公Wistar大鼠治療糖尿病/降血糖保護胰腺 β 細胞免受四氧嘧啶誘導的損傷。 將血糖濃度降低了 43%。
OLL2712公C57BL/6小鼠降血糖在不同的時間段內,對胰島素的反應將血糖濃度降低至 1.3-1.7 倍。
K68抗胰島素大鼠降血糖/減重將空腹血糖和胰島素濃度的增幅降低 12% 和 20%。防止體重增加。 改善糖化血紅蛋白 (HbA1c)。
CCFM0236公C57BL/6小鼠治療糖尿病/降血糖/抗氧化發炎空腹血糖降低32%, 改善胰島素抵抗, 保護胰腺功能, 減輕相關的氧化損傷和發炎狀態。
13公Wistar大鼠降血糖降低血糖。
Fsgbdb小鼠降血糖/減重/增強免疫影響體重和血糖/血清參數。FSGB 改善了胰島素和葡萄糖耐受水平。 此外,通過增加免疫細胞數量來增強免疫活性,L6 細胞中葡萄糖轉運蛋白 1 (GLUT1) mRNA 表達上調,表明 FSGB 可能增加葡萄糖活性轉運到靶細胞。
肥胖治療
LG42C57BL/6小鼠減重/改善血脂異常體重增加減少了 38%。 TG、胰島素和瘦素的血清水平分別降低了 19%、60% 和 39%。脂肪組織中 PPARγ、aP2、C/EBPα、脂蛋白脂肪酶 (LPL) 和肝 X 受體α (LXRα) 的表達下調。
K21C57BL/6小鼠減重/改善血脂異常將體重增加和附睪脂肪堆積減輕 50% 和 23%。將瘦素、TC 和 TG 的血清濃度分別降低 56%、13% 和 33%。將肝臟 TC 和 TG 降低 25% 和 45%。下調肝臟 PPARγ mRNA 的表達。減弱的腸道通透性和改善的盲腸微生物群組成(增加乳桿菌屬和雙歧桿菌屬)可減少產氣莢膜梭菌。
HAC01公C57BL/6小鼠減重體重增加減少 12%。減少了 50% 的腸系膜脂肪組織。脂質氧化基因表達上調,包括酰基輔酶 A 氧化酶 (ACOX)、肉鹼棕櫚酰轉移酶 1 (CPT1)、過氧化物酶體增殖物激活受體-γ 共激活物 1-α (PGC-1α) 和過氧化物酶體增殖物激活受體 α (PPAR-α) .調節腸道微生物群並建議毛螺菌科作為肥胖改善指標。
FH185公C57BL/6小鼠減脂附睾脂肪墊的脂肪細胞尺寸減小。乳桿菌科家族在來自 HFD-FH185 的小鼠腸道中占主導地位。類桿菌科和卟啉單胞菌科略有增加。
Q1803T3L1細胞減脂顯示脂質抑制活性為83.61±2.32%,抑制3T3-L1細胞的脂肪細胞分化(14.63±1.37%),濃度為100μg/mL。
神經疾病治療
PS128ELS小鼠改善憂鬱症降低皮質酮濃度,調控IL-6表達,多巴胺 (DA) 和血清素 (5-HT)分泌提高恢復正常濃度。
C29ICR小鼠改善記憶缺陷神經營養因子 (BNDF) 的表達增加。

表格1. 不同菌株的植物乳桿菌所表現的功能差異。

結論

可以發現光是單一菌種就有不同的菌株以及不同的功能,植物乳桿菌的許多菌株沿著腸-心-腦軸表現出不同的特性,從影響腸道健康、代謝紊亂到心理健康等方面都有益處,因此植物乳桿菌是一個突出的益生菌候選者。不過在精神治療方面的研究才剛起步,代表的菌株也十分稀少,是一個值得深入探討的方向。

New perspectives of Lactobacillus plantarum as a probiotic: The gut-heart-brain axis

Potential benefits of Lactobacillus plantarum as probiotic and its advantages in human health and industrial applications: A review

參考文獻

Liu, Y. W., Liong, M. T., & Tsai, Y. C. (2018). New perspectives of Lactobacillus plantarum as a probiotic: The gut-heart-brain axis. Journal of Microbiology56(9), 601-613.

Al-Tawaha, R., & Meng, C. (2018). Potential benefits of Lactobacillus plantarum as probiotic and its advantages in human health and industrial applications: A review. Adv. Environ. Biol12, 16-27.

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