本研究旨在探究不同金屬離子預(yù)脅迫對乳酸菌酸耐受特性及功能特性的調(diào)控效應(yīng)。以具有免疫調(diào)節(jié)及抗癌功效的嗜酸乳桿菌CICC 6074為研究對象，首先評測了不同金屬離子（Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺）預(yù)脅迫對乳酸菌酸耐受能力的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Mn²⁺和Fe²⁺預(yù)脅迫可以通過促進(jìn)生物膜分泌、減緩細(xì)胞膜損傷、調(diào)節(jié)表層蛋白表達(dá)等途徑保持菌體結(jié)構(gòu)的完整性，進(jìn)而提高嗜酸乳桿菌CICC 6074耐酸能力。進(jìn)一步通過蛋白組學(xué)分析其保護(hù)機制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Mn²⁺和Fe²⁺預(yù)脅迫通過調(diào)控以下幾條通路提高菌體的酸耐受抗性：DNA與蛋白質(zhì)修復(fù)，遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，ABC轉(zhuǎn)運（ATP-binding cassette transporters）系統(tǒng)，細(xì)胞代謝等。其中Mn²⁺預(yù)脅迫對菌體DNA的修復(fù)、遺傳信息的復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯、碳水化合物的運輸與代謝、能源生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換等通路的影響更為明顯，而Fe²⁺預(yù)脅迫對菌體環(huán)境信息的膜轉(zhuǎn)運、ATPase表達(dá)、細(xì)胞壁與細(xì)胞膜的生物合成、氨基酸運輸與代謝等通路的影響更明顯。Mn²⁺和Fe²⁺預(yù)脅迫還可以顯著提高嗜酸乳桿菌CICC 6074酸耐受前后的抗氧化能力。通過建立小鼠急性酒精性肝腸損傷模型，發(fā)現(xiàn)Mn²⁺和Fe²⁺預(yù)脅迫的嗜酸乳桿菌可以顯著降低CYP2E1（Recombinant Cytochrome P450 2E1）蛋白表達(dá)，激活肝臟Nrf-2/HO-1通路并提高下游CAT、SOD和GPx等抗氧化酶的表達(dá)，緩解乙醇造成的氧化應(yīng)激；抑制了LPS滲漏誘導(dǎo)的肝臟TLR-4/NF-κB信號通路的激活，減少肝臟內(nèi)炎癥因子MPO、TNF-α、IL-6、IL-8和NO等的釋放；提高腸道緊密連接蛋白Occludin、ZO-1和MUC-2蛋白的表達(dá)量，調(diào)節(jié)腸道菌群趨于正常；進(jìn)而緩解小鼠急性酒精性肝腸損傷情況。本課題將金屬離子與乳酸菌相結(jié)合，拓寬了乳酸菌的應(yīng)用范圍，同時也提高了金屬元素的生物效價，具有重要的理論與實踐意義。

專家介紹