[发明专利]一种具有降糖作用的大肠杆菌Nissle 1917基因工程菌及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种具有降糖作用的大肠杆菌Nissle 1917基因工程菌及其制备方法和应用。本发明通过将来源于人体的胰高血糖素样肽基因序列插入大肠杆菌Nissle1917的基因组中构建了一种具有降糖功能的大肠杆菌Nissle 1917基因工程菌。该工程益生菌在体外可高效表达GLP‑1，回避了质粒过表达系统不稳定、易耐药等缺陷，同时具有良好的耐酸、耐胆盐和抗氧化能力，还能够明显降低胰腺炎症，改善血糖和糖耐。本发明的大肠杆菌Nissle 1917基因工程菌可用于制备具有降糖功能的食品或药品，对人体二型糖尿病方面的应用具有重要的现实意义及经济价值。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，主要涉及一种具有降糖作用的大肠杆菌Nissle 1917基因工程菌及其制备方法和应用。

背景技术

糖尿病是一组以高血糖为特点的代谢性疾病。近年来，全球糖尿病患病率呈逐渐攀升趋势，2019年，中国患者数已达1.164亿，其中约90％的患者为二型糖尿病 (T2DM)，成为全球糖尿病患病人数最多的国家。目前，针对T2DM的治疗药物如双胍类、格列奈类、磺脲类、α-糖苷酶抑制剂类和噻唑烷二酮类尽管有一定的治疗效果，但易造成低血糖和胃肠道不适等副作用。胰高血糖素样肽-1(GLP-1)类似物作为一类新型的T2DM治疗药物，因疗效显著、临床应用安全性高而备受青睐，但价格昂贵且需长期注射给药也限制了其应用。

益生菌作为对宿主有益的活性微生物，能够调节肠道菌群平衡从而增强肠上皮完整性、保护肠屏障、调节粘膜免疫系统、抑制致病菌生长等作用。

蛋白药物方面，肠道L细胞产生的胰高血糖素样肽-1(GLP-1)能减轻大脑对胰岛素的抵抗、增强其对胰岛素信号的敏感性，缓解PD、阿尔兹海默症(AD)等神经退行性疾病。尽管GLP-1来源于人体，疗效显著、副作用小。然而GLP-1的氨基酸序列中有可被二肽基肽酶IV(DPP-IV)识别的位点，易被体内DPP-IV降解，半衰期仅为几分钟，极大限制了其生理效能；此外，GLP-1反复注射导致的痛苦令许多患者望而却步。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，本发明提供一种具有降血糖作用的大肠杆菌Nissle 1917基因工程菌，所述基因工程菌的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

一种具有降血糖作用的大肠杆菌Nissle 1917基因工程菌的制备方法，所述制备方法为：将GLP-1基因序列整合进大肠杆菌Nissle 1917的基因组中，所述基因工程菌的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

优选的，所述GLP-1基因是通过化学合成法合成的目的基因。

上述大肠杆菌Nissle 1917基因工程菌，经过验证，发现其可应用在发酵菌种、制备具有降糖功能的益生菌菌片以及制备治疗二型糖尿病药物等领域中。

本发明的有益效果为：本发明所述大肠杆菌Nissle 1917在胃酸抵抗能力，消化道胆盐耐受能力，抵抗胰腺炎症方面具有明显的优势。该工程菌能够显著逆转高脂饮食联合STZ诱导的二型糖尿病小鼠血糖，改善糖耐，降低胰腺炎症因子。本发明的大肠杆菌Nissle1917工程菌为具有降糖功能的益生菌产品开发提供了基础，可应用于降糖功能食品或药品的制备中。

附图说明

图1所示为大肠杆菌Nissle 1917工程菌的GLP-1体外表达测定结果示意图；

图2所示为大肠杆菌Nissle 1917工程菌的耐酸测定结果示意图；

图3所示为大肠杆菌Nissle 1917工程菌的耐胆盐测定结果示意图；

图4所示为大肠杆菌Nissle 1917工程菌的抗氧化测定结果示意图；

图5所示为大肠杆菌Nissle 1917工程菌对高脂饮食联合STZ诱导的二型糖尿病小鼠血糖的影响；