[发明专利]一种能够影响宿主肠道5-HT水平的蛋白及其肠道微生物和应用

说明书

本发明公开了一种能够影响宿主肠道5‑HT水平的蛋白及其肠道微生物和应用，属于蛋白工程技术领域，所述蛋白具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列，为来源于A.muciniphila的Amuc_1100蛋白，所述A.muciniphila为含有所述蛋白编码基因的微生物。本发明证明了肠道微生物A.muciniphila是通过其表面的Amuc_1100蛋白激活TLR2信号途径促进肠道5‑HT和合成以及5‑HT的细胞外含量，为研究肠道微生物与5‑HT的关系提供了新的研究机制，为进一步利用A.muciniphila及其Amuc_1100蛋白开发相关疾病的治疗药物奠定了基础。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，尤其涉及的是一种能够影响宿主肠道5-HT水平的蛋白及其肠道微生物和应用。

背景技术

5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)，又名血清素(serotonin)，是一种多功能的生物吲哚胺，体内90％以上的5-HT来自于肠道粘液层的肠嗜铬细胞(enterochromaffincell，EC细胞)。5-HT的细胞外含量受位于肠上皮细胞顶端和基底外侧膜的血清素转运体(SERT)的调节。SERT可以从细胞间隙将5-HT吸收进入肠上皮细胞终止其发挥的作用。5-HT不仅是神经系统的关键神经递质，也是调节胃肠道和其他器官功能的关键信号分子，具有调节胃肠蠕动及炎症反应等生理功能。肠道5-HT含量的变化会引起一系列炎症性肠病和肠道易激综合症。释放到血液中的5-HT能调控血小板凝集、血管扩张和骨骼发育等生理过程。5-HT还能作用于肝脏细胞和脂肪细胞，参与葡萄糖平衡和脂肪代谢等过程的调控，从而与肥胖和二型糖尿病等代谢紊乱性疾病密切相关。

肠道微生物能影响宿主的5-HT的水平，进而影响与5-HT相关的多种生理病理过程。与正常饲养的小鼠相比，GF小鼠(germ-free mice)血液中多种代谢物的水平发生变化，其中5-HT的含量明显降低；服用肠道细菌能明显提高GF小鼠肠腔中的5-HT水平，体现了5-HT代谢在肠道微生物和肠道功能之间的关联性。

肠道微生物能影响宿主肠道5-HT的水平，目前比较明确的是产芽孢菌(spore-forming bacteria)产生的代谢物如短链脂肪酸能促进Tph1的转录，调节5-HT的合成，但其它种类的微生物菌种及其作用机制尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种能够影响宿主肠道5-HT水平的蛋白及其肠道微生物和应用，以提供一种来源于A.muciniphila艾克曼菌的一种新的能够影响宿主肠道5-HT水平的作用机制。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种能够影响宿主肠道5-HT水平的蛋白，其特征在于，该蛋白具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列，该蛋白来源于肠道微生物艾克曼菌Akkermansiamuciniphila，以下简称A.muciniphila，该菌种是一种从粪便中分离到的严格厌氧肠道菌，在肠道中的丰度通常占1％-3％，可以利用肠道黏蛋白作为唯一碳源和氮源进行生长，主要代谢产物为丙酸。

本发明还提供了一种能够影响宿主肠道5-HT水平的肠道微生物，其特征在于，该肠道微生物含有编码如权利要求1所述蛋白的基因，更进一步地，编码所述蛋白的基因具有如SEIQ IN NO.2所示的核苷酸序列。

本发明还提供了上述蛋白在制备影响宿主肠道5-HT水平的食品或药物中的应用，具体为通过激活宿主TLR2信号通路提高细胞内Tph1的表达，促进5-HT的生成；或通过激活TLR2信号通路抑制细胞内SERT的表达，提高5-HT在宿主细胞外含量。

本发明还提供了上述蛋白在制备能够提高宿主肠道运动性或恢复宿主肠道微生物菌群组成的食品或药物中的应用。

本发明还提供了上述蛋白在制备能够改善与5-HT相关的肠道生理功能以及预防和治疗5-HT相关的疾病药物中的应用。