[发明专利]一种乳酸杆菌细胞壁完整肽聚糖及其在提高IEC抗菌肽表达水平中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种细胞壁完整肽聚糖及其应用，特别涉及一种提取自鼠李糖乳杆菌MLGa(Lactobacillus rhamnosus MLGa)中的细胞壁完整肽聚糖及其在提高IEC抗菌肽表达水平中的应用。本发明属于生物技术领域。

背景技术

鸡小肠上皮细胞(IEC)的主要功能

IEC是哺乳动物消化吸收的主要功能细胞，也是体内更新最快的一类细胞，参与肠道食物的消化、吸收，并与肠道的内外分泌功能有密切关系。其黏膜上皮内含有大量的免疫细胞及免疫分子，通过对黏膜免疫细胞的不同刺激信号来调节黏膜的各种免疫反应，构成体内的免疫屏障，并阻止微生物及毒素对肠道的侵袭。

IEC培养的研究现状

以往对上皮细胞在体试验多侧重临床、病理及超微结构等方面的研究，离体培养多用于研究肠道微生态营养、细胞增殖、分化机制、药物筛选及肿瘤治疗等。肠上皮细胞生长在复杂的环境中，是一个高度组织化的动态系统，受到各种细胞因子的调节，而且体内细胞间相互作用、细胞间及与细胞外基质间都存在复杂的细胞信号网络，其分离、纯化、生长及增殖都受到很多因素的影响。体外培养IEC对于研究肠上皮干细胞的增殖分化机理、肠上皮细胞间信号传导以及小肠功能、营养代谢、病理等方面有重要的意义。细胞离体后，失去了神经和体液的调节作用和细胞间的相互影响，生活在缺乏动态平衡的相对稳定环境中，分化现象减弱，形态功能趋于单一化或生存一定时间后衰退死亡。因此，体外培养IEC存在很多困难，很难维持IEC体外增殖，且存活时间短。

国外学者对肠上皮细胞研究较多，相继建成大鼠肠上皮细胞系IRD98，大鼠肠隐窝细胞系IEC-6、IEC-18、IEC-17，人肠腺癌细胞系Caco-2、HT-29、Lovo、SW-480，人结肠上皮细胞T84等，已被广泛地应用于生理、病理、药理等方面的研究。长期以来，在研究IEC的生物学功能、细胞增殖和分化的调控因素、物质吸收与代谢等，大多采用肠道肿瘤细胞系或小肠上皮细胞株(主要以IEC-6为主)作为试验模型。上世纪80年代，Quaroni和May已经成功建立永生化小肠上皮细胞系，肠上皮细胞株是经过数周体外培养，从混合细胞中挑选，最后形成单细胞克隆的，其与肿瘤细胞系都是已发生转化的细胞，具有永久生长的特性。无论是肿瘤细胞系还是细胞株与正常细胞是有着本质区别的，很多方面都存在着局限性，因此研究IEC的分离方法和培养条件就显得很重要。

抗菌肽分类及抗菌作用

动物内源性抗菌肽(endogenous antimicrobial peptides)是生物体内产生的基因编码的阳离子多肽，具有广谱抗菌能力，在机体组织中分布广泛，尤其在那些与微生物密切接触的上皮组织如消化道、呼吸道、生殖道黏膜上皮和皮肤上，抗菌肽在机体局部抗感染与免疫方面发挥着重要作用。最近研究发现，抗菌肽是肠道黏膜天然免疫的重要成分，是先天抗微生物免疫的直接效应分子。抗菌肽具有分子质量小、热稳定(100℃加热10min仍能保持一定的活力)、水溶性好、对pH值较高或较低的环境都有较强的抵抗性和抗菌作用机制独特等特点。肠道抗菌肽主要由肠道黏膜上皮细胞和免疫细胞产生和分泌，而肠道上皮细胞作为机体防御的第一道防线，其产生的抗菌肽对保护整个肠道黏膜完整和调节微生物区系平衡尤为重要。肠道上皮细胞产生的抗菌肽除了具有较强的直接杀灭有害微生物的作用外，它们还可作为细胞间的信号分子而发挥多重免疫调节活性，在连接天然免疫和获得性免疫(特异性免疫)反应之间起着重要的桥梁作用，进而启动获得性免疫系统以提高机体的特异性免疫水平。

瑞典科学家Boman等(1972)在果蝇中发现抗菌肽，迄今为止，已发现800余种类似的抗菌肽，且广泛分布在病毒、细菌、动物、植物、昆虫及人类中。根据抗菌肽的结构，将其大致分为4类：cecropin(杀菌肽)类、富含pro残基的magainin(蛙皮素)、富含gly残基的melittin(毒素)和富含cys残基的defensin(防御素)。目前，已从脊椎动物体内分离出许多防御素，参与机体最初防御活动，能有效杀灭细菌、真菌、螺旋菌和囊膜病毒等，是一类极为重要的内源性抗菌肽。根据空间结构的不同，防御素分为三大类：α-防御素、β-防御素、θ-防御素。禽β-防御素在禽类的先天性免疫及获得性免疫中发挥重要作用，它是防御素的一个亚类。至今，关于禽β-防御素的抗菌机制尚未完全清楚，阳离子性和两亲性的两种观点被大多数研究学者所认可。