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益生菌種類(lèi)繁多，但哪一株真正有用？傳統(tǒng)篩選方法要么通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)篩選，要么用培養(yǎng)皿里的細(xì)胞篩選，不僅慢還很難模擬真實(shí)腸道環(huán)境。

湖南師范大學(xué)教授楊煥勝團(tuán)隊(duì)搭建了一個(gè)全新的篩選平臺(tái)，并從中找到一株名為PGM541的候選益生菌，揭示了它通過(guò)產(chǎn)生丁酸、激活FFAR2受體來(lái)改善腸道健康的機(jī)制。該成果近日發(fā)表于Microbiome。

研究團(tuán)隊(duì)首先從豬源芽孢桿菌庫(kù)中，以類(lèi)器官（在體外培養(yǎng)的“迷你腸道”）的生長(zhǎng)活力為指標(biāo)進(jìn)行篩選，成功篩選出菌株P(guān)GM541。該菌株的無(wú)細(xì)胞上清液能顯著促進(jìn)空腸類(lèi)器官的出芽長(zhǎng)度，且效果穩(wěn)定。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，PGM541處理可上調(diào)與DNA復(fù)制、細(xì)胞周期相關(guān)的基因；在仔豬體內(nèi)，該菌株同樣增加了腸道隱窩中增殖細(xì)胞的數(shù)量，改善了絨毛寬度和隱窩深度等腸道形態(tài)學(xué)指標(biāo)。這表明，PGM541主要通過(guò)促進(jìn)腸上皮細(xì)胞增殖來(lái)發(fā)揮益生功能。

那么，PGM541的“活性成分”是什么？團(tuán)隊(duì)采用高效液相色譜分離聯(lián)合類(lèi)器官表型篩選，結(jié)合非靶標(biāo)代謝組學(xué)，最終鎖定關(guān)鍵代謝物-丁酸。全基因組和轉(zhuǎn)錄組分析證實(shí)，PGM541確實(shí)含有并表達(dá)了合成丁酸所需的關(guān)鍵酶基因。

機(jī)制研究顯示，PGM541及其產(chǎn)生的丁酸，能顯著上調(diào)腸上皮細(xì)胞中一種名為FFAR2的受體。當(dāng)使用FFAR2拮抗劑后，PGM541和丁酸對(duì)類(lèi)器官活力和細(xì)胞增殖的促進(jìn)作用均被抑制，證明FFAR2是這一信號(hào)通路的關(guān)鍵“開(kāi)關(guān)”。在DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型中，PGM541干預(yù)可顯著緩解體重下降、便血、結(jié)腸縮短和隱窩結(jié)構(gòu)破壞等病理表現(xiàn)，驗(yàn)證了該菌株在體內(nèi)的保護(hù)功能。

據(jù)介紹，該研究建立了一種基于腸道類(lèi)器官的益生菌篩選新策略，整合了類(lèi)器官表型篩選與多組學(xué)分析，為益生菌的高效篩選和機(jī)制研究提供了兼具效率與生理相關(guān)性的新平臺(tái)，也為未來(lái)個(gè)性化益生菌開(kāi)發(fā)奠定了方法學(xué)基礎(chǔ)。

相關(guān)論文信息：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41787561/

原文鏈接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2026/4/563580.shtm

編輯：嚴(yán)鑫 

責(zé)編：馬鐵泉

審核：周凱興