[发明专利]一种高密度培养艾克曼嗜黏蛋白菌的方法

说明书

本发明属于微生物发酵领域，涉及一种高密度培养艾克曼嗜黏蛋白菌(Akkermansia muciniphila)的方法，具体涉及一种利用特定氨基酸组合替代培养基中天然组成氮源(如蛋白胨、酵母抽提物等)，进而实现利用全单质培养基对艾克曼嗜黏蛋白菌进行高密度培养的方法。本发明的方法一方面用利用较低成本，大量收获Akk.Muciniphila菌体，另一方面因所利用培养基为全合成培养基(synthetic medium)，其氮源组成不含潜在过敏源(allergen‑free)及未知组分，且全部原料满足《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》(GB2760‑2017)，故本方法适用于食品及药品级Akk.Muciniphila的工业化生产。

技术领域

本发明属于微生物发酵领域，涉及一种高密度培养艾克曼嗜黏蛋白菌(Akkermansia muciniphila)的方法，具体涉及一种利用特定氨基酸组合替代培养基中天然组成氮源(如蛋白胨、酵母抽提物等)，进而实现利用全单质培养基对艾克曼嗜黏蛋白菌进行高密度培养的方法。

背景技术：

艾克曼嗜黏蛋白菌(Akkermansia muciniphila，俗称AKK菌)为一种定植于人体肠道内的，严格厌氧的，以肠粘膜分泌的黏蛋白(mucin)为营养物质的革兰氏阴性菌，其主要的应用及生理功能体现为：

1.肥胖症：肥胖作为人体内的一种慢性亚炎症的一种体现，AKK菌被认为可以在小肠壁起到屏障作用，阻止肠内由其它细菌代谢产生的内毒素及脂多糖(LPS)进入血液，进而改善由机体的亚炎症状态引起的肥胖症状(Horm Mol Biol Clin Investig，doi:10.1515/hmbci-2013-0063)。宁光等通过对C57/BL6雄性SPF级小鼠同窝随机分成对照组和灌菌组的对照试验发现，灌菌组给予AKK菌的灌菌组的体重和体脂都明显下降，而且AKK菌株对腹股沟皮下脂肪含量和附睾旁脂肪含量的降低效果非常有效。故该菌被认为可用于肥胖症的治疗或预防(CN105106245A)。

2.糖尿病：等提示，AKK菌在1型糖尿病中起保护作用，其保护机制被认为是：促进黏液产生以使黏液层增厚、通过促进Foxp3+Treg、IL-10、TGF-β以减少胰岛炎症(Gut，DOI:10.1136/gutjnl-2017-315732)。同时Chaithanya Chelakkot等发现，在高脂饮食(12周)诱导的2型糖尿病小鼠，灌胃AKK菌细胞外囊泡(AmEV)2周后，小鼠肠道紧密连接功能增强，体重增加降低，葡萄糖耐受改善。故认为AKK菌可通过调节肠道屏障的完整性从而改善高脂饮食引起的2型糖尿病症状(Experimental and Molecular Medicine，DOI:10.1038/emm.2017.282)。

3.肝损伤：Christoph Grander研究表明，与健康人相比，酒精性肝炎患者粪便AKK菌丰度降低，间接与肝脏疾病的严重程度相关，AKK菌可预防性减少肝损伤、脂肪肝和中性粒细胞浸润，而口服AKK菌可恢复酒精诱导的AKK菌损耗，从而改善酒精性肝病(ALD)的肝损伤和中性粒细胞浸润(Gut，DOI:10.1136/gutjnl-2016-313432)。

4.肿瘤：特别值得注意的是，Bertrand Routy等于2017年11月，在国际顶尖杂志Science(DOI:10.1126/science.aan3706)中，首次证明了AKK菌在癌症免疫治疗中的重要作用，并引起了轰动性的反响。研究表明，靶向药PD-1抑制剂在治疗肺癌、肾癌及膀胱癌过程中，其治疗效果与体内AKK菌丰度具有重要相关性。进一步的动物实验亦证明AKK菌作为靶向药PD-1抑制剂佐剂，用以增强抗癌效果的重大价值。

由于近年对AKK菌生理功能的一系列重要发现，尤其是在肿瘤免疫疗法中的重要作用，使其被誉为具有重大应用及开发价值的“二代益生菌(NGP)”——生物活体治疗性药物(LBP)的重要候选菌株(Nature Microbiology，DOI:10.1038/nmicrobiol.2017.57)。