Bifidobacteria读书报告

Bifidobacteria-Bifidobacteria-读书报读书报告告目 录二手段及结果三总结及启示一现状及问题2023/8/312一、现状及问题前人研究总结前人研究总结EHEC O157:H7可可导导致腹泻，出血性致腹泻，出血性结肠结肠炎和溶血尿毒炎和溶血尿毒综综合征等疾病，其主要合征等疾病，其主要致病因是致病因是产产生志生志贺贺毒素（毒素（Stx）；）；益生菌益生菌预处预处理可以保理可以保护护小鼠不受感染而死亡。小鼠不受感染而死亡。自己研究发现自己研究发现EHEC O157:H7感染无菌小鼠，感染无菌小鼠，7天即死亡；天即死亡；感染感染EHEC O157:H7前，分前，分别别用用长长双歧杆菌双歧杆菌亚亚种种JCM 1217(BL)和青春双歧和青春双歧杆菌杆菌JCM1275(BA)在无菌小鼠体内定植，在无菌小鼠体内定植，BL可阻止死亡，可阻止死亡，BA无效。无效。31.1.同样是双歧杆菌，为什么会产生不同的效果？同样是双歧杆菌，为什么会产生不同的效果？2.双歧杆菌的保双歧杆菌的保护护机制是什么？机制是什么？提出问题提出问题2023/8/314二、采取的手段 对对比分析两种双歧杆菌比分析两种双歧杆菌处处理的小鼠，理的小鼠，寻寻找差异。找差异。肠道生理和病理肠道生理和病理E.coli O157和双歧杆菌的数量，和双歧杆菌的数量，Stx2的的浓浓度，度，E.coli O157致病基因的致病基因的表达，粘蛋白和表达，粘蛋白和IgA量及量及pH值值均无差异。均无差异。血清血清BL+O157小鼠血清中小鼠血清中Stx2的的浓浓度度显显著低于著低于BA+O157小鼠。小鼠。末端结肠组织末端结肠组织BA+O157和和O157小鼠末端小鼠末端结肠结肠的杯状的杯状细细胞和炎胞和炎细细胞浸胞浸润润减少（炎症）；减少（炎症）；BA+O157和和O157小鼠在感染第一天（小鼠在感染第一天（发发炎症状不明炎症状不明显时显时）炎症相关基）炎症相关基因表达即大量上因表达即大量上调调，同，同时时末端末端结肠结肠上皮上皮细细胞死亡增加。胞死亡增加。对比分析对比分析结论结论：2.E.coli O157在炎症在炎症发发生前即刺激末端生前即刺激末端结肠结肠上皮上皮细细胞的死亡，接种胞的死亡，接种BL可阻止可阻止；结论结论：1.BL可以促可以促进进上皮上皮细细胞的防御功能阻止胞的防御功能阻止Stix2进进入血液入血液。52023/8/3161.BL和和BA在在肠肠道中可能道中可能产产生不同的代生不同的代谢产谢产物。物。提出假设一提出假设一2023/8/317 取取4种双歧杆菌（种双歧杆菌（BL,BF具有具有预预防效果；防效果；BA,BT无无预预防效果防效果)预处预处理的小鼠理的小鼠粪粪便便进进行代行代谢谢物的物的分析，分析，发现发现：2.BL,BF鼠鼠粪粪便中乙酸便中乙酸显显著多于著多于BT,BA鼠鼠1.BL,BF鼠与鼠与BT,BA鼠的鼠的粪粪便代便代谢谢物明物明显显差异差异2023/8/3182.粪粪便中乙酸含量与小鼠抵抗感染的能力成正相关。便中乙酸含量与小鼠抵抗感染的能力成正相关。提出假设二提出假设二2023/8/319 BL和和BA小鼠的小鼠的结肠结肠上皮上皮细细胞胞转录组转录组相关相关变变异分析和异分析和粪粪便代便代谢组发现谢组发现Apoe,C3 和和 Pla2g2a的的表达与乙酸含量有关。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。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从结肠上皮细胞的顶端到基底侧转移。从结肠上皮细胞的顶端到基底侧转移。2023/8/3110结论结论：1.具有具有预预防效果的双歧杆菌防效果的双歧杆菌产产大量乙酸大量乙酸诱导结肠诱导结肠上皮上皮细细胞的抗炎效果及阻止胞的抗炎效果及阻止Stx2向血液中向血液中转转移。移。2023/8/31111.1.为什么具有预防效果的双歧杆菌可以有效利用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？碳水化合物产生大量乙酸？提出问题提出问题12023/8/3112 测测定定BL,BF 和和 BT的全基因序列并与的全基因序列并与BA 和另一株具有和另一株具有预预防效果的双歧杆菌防效果的双歧杆菌 BN比比较较。发现仅发现仅存在于具有存在于具有预预防效果的双歧杆菌防效果的双歧杆菌(BL,BF和和BN)的的5个个syntenic loci，其均含有，其均含有编码编码ATP结结合盒合盒(ABC)-type碳水化合物碳水化合物转转运蛋白；位于运蛋白；位于1和和5基因座基因座的被分配的被分配给给COG1879,COG1172 和和 COG1129的基的基因是因是BL,BF和和BN特有的，特有的，BT和和BA不存在。不存在。133.对对起起预预防效果双歧杆菌的防效果双歧杆菌的转转运蛋白具有特异性的运蛋白具有特异性的底物是核糖、果糖，甘露糖或者其他糖底物是核糖、果糖，甘露糖或者其他糖类类。提出假设三提出假设三14 用用 13C-labelled 葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖进进行体外代行体外代谢谢分析及分析及PLS-DA。具有具有预预防效果的双歧杆菌消耗果糖和生防效果的双歧杆菌消耗果糖和生产产乙酸的速率乙酸的速率显显著高于无著高于无预预防效果的双歧杆菌；甘露糖具有同防效果的双歧杆菌；甘露糖具有同样样的特异性。的特异性。因有因有报报道果糖道果糖诱导诱导BL0033 和和BL0034的表达，推断在的表达，推断在BN中果糖上中果糖上调调表达表达BL0033BL0036；且；且发现发现起起预预防效果的双歧杆菌在末端防效果的双歧杆菌在末端结肠结肠表达表达BL0033。提出假设四提出假设四4.BL0033基因参与阻止基因参与阻止E.coli O157感染造成的小鼠死亡。感染造成的小鼠死亡。15 1.用同源重用同源重组组技技术术将将BN的的BL0033 敲掉，敲掉，记为记为BNKO。1.BNKO利用果糖能力降低，利用果糖能力降低，产产乙乙酸量降低（酸量降低（试试管内培养）；管内培养）；2.BNKO不能阻止感染小鼠的死亡；不能阻止感染小鼠的死亡；3.BNKO小鼠小鼠粪粪便中乙酸含量低便中乙酸含量低于于BN小鼠。小鼠。16 2.构建可以外源表达构建可以外源表达BL0033BL0036的的BA，记为记为BAtg。2.BNtg利用果糖能力提高，利用果糖能力提高，产产乙乙酸量增加，但是低于酸量增加，但是低于BN。1.BNtg可以延可以延迟迟感染后小鼠的死亡感染后小鼠的死亡时间时间；2023/8/31172.末末端端结肠结肠中乙酸含量的增加是否能中乙酸含量的增加是否能够够阻止阻止E.coli O157感染小鼠的死亡感染小鼠的死亡？提出问题提出问题22023/8/3118 在在BA+O157小鼠的小鼠的饮饮食中添加乙食中添加乙酰酰化的淀粉（在化的淀粉（在肠肠道水解后道水解后释释放乙酸）。放乙酸）。1.显显著提高感染小鼠的存活率；著提高感染小鼠的存活率；2.小鼠小鼠粪粪便中的乙酸含量增加；便中的乙酸含量增加；结论结论：1.乙酸的量乙酸的量对对保保护护作用至关重要。作用至关重要。2023/8/3119（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。总结3.1三、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？生差异？Both the preventive and non-preventive bifidobacteria can produce enough acetate in the presence of glucose,and this is probably what takes 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.20 启示3.2（1）目目前前商商业业益益生生菌菌大大都都来来自自人人体体肠肠道道，换换言言之之，健健康康人人群群的的肠肠道道本本身身就就含含有有大大量量益生菌，那么再服用大量益生菌会达到显著地益生效果吗？益生菌，那么再服用大量益生菌会达到显著地益生效果吗？如如果果此此益益生生菌菌以以葡葡萄萄糖糖为为碳碳源源，那那么么在在末末端端结结肠肠因因葡葡萄萄糖糖的的消消耗耗殆殆尽尽而而无无法法大大量量繁繁殖殖，服用此大量益生菌还会有效果吗？服用此大量益生菌还会有效果吗？如如果果食食用用了了一一些些仅仅益益生生菌菌能能利利用用而而其其他他肠肠道道微微生生物物无无法法利利用用的的物物质质，如如果果糖糖、低低聚聚糖糖、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？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？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？（2）基基因因敲敲出出技技术术提提醒醒我我，在在后后期期筛筛选选以以有有机机酸酸为为唯唯一一碳碳源源的的微微生生物物时时，如如果果筛筛到到的的微微生生物物在在葡葡萄萄糖糖和和有有机机酸酸同同时时存存在在时时优优先先利利用用葡葡萄萄糖糖，可可以以尝尝试试敲敲除除有有关关利利用用葡葡萄萄糖糖的基因，如转录葡萄糖特异性转运蛋白的基因，然后试验此菌是否还能利用有机酸的基因，如转录葡萄糖特异性转运蛋白的基因，然后试验此菌是否还能利用有机酸。21请各位老师、同学批评指正请各位老师、同学批评指正谢谢 谢！谢！22结束结束