[发明专利]一株多功能植物乳植杆菌及其应用

说明书

本发明公开了一株多功能植物乳植杆菌及其应用。本发明研究的植物乳植杆菌LY4菌株已于2023年4月19日保存于广东省微生物菌种保藏中心，菌种保藏编号：GDMCC N0:63373，其全基因序列登录号为SRR24579381。本发明研究显示LY4菌株具有对引起血糖升高的关键酶α‑葡萄糖苷酶和α‑淀粉酶有较高的抑制能力，其抑制率最高达100％，效果达糖尿病药物阿卡波糖的96％以上，并且能够降解脂多糖；同时，LY4菌株具有较好的耐酸耐胆盐能力，及更好的安全性和热稳定性，满足益生菌在人体胃肠消化道的存活要求，可作为控制血糖的高效菌株，在降解脂多糖的同时能够缓解糖尿病，为糖尿病患者控制血糖提供新的选择。

技术领域

本发明属于微生物技术领域。更具体地，涉及一株多功能植物乳植杆菌及其应用。

背景技术

糖尿病是由不同病因和发病机制引起的胰岛素缺乏或胰岛素抵抗的代谢紊乱的总称，主要表现为葡萄糖代谢异常。糖尿病的并发症多，对患者的生活造成极大不便，也给家庭、社会造成巨大的经济负担，是继恶性肿瘤和心血管疾病之后的威胁人类健康和生活的第三大慢性且不传染的疾病，因此，对糖尿病的有效预防和治疗成为当前重要的任务。α-葡萄糖苷酶是一种在小肠黏膜刷状缘存在的水解酶，可催化碳水化合物(低聚糖、双糖等)水解为单糖，使葡萄糖释放到血液，导致血糖水平升高。现有研究表明，通过抑制α-葡萄糖苷酶的活性，可以延缓碳水化合物转变成单糖，降低对葡萄糖的吸收速率，使糖尿病患者餐后血浆中的葡萄糖维持在较低水平，起到调控血糖的作用。或通过对α-淀粉酶的抑制来阻断淀粉转化为糖类物质，从而降低血浆中葡萄糖水平，从而实现对血糖的控制。

脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)是革兰氏阴性菌破裂后分泌的细胞壁成分，也是炎症启动的主要诱导因子，在健康人群中革兰氏阳性菌富集，而2型糖尿病(T2DM)患者的肠道内革兰氏阴性菌富集，这些阴性菌死亡后会释放出大量LPS，部分LPS会被吸收进入血液循环系统，因此T2DM患者血液内LPS浓度明显增加。LPS能够与小肠上皮细胞膜受体蛋白结合破坏肠道通透性，激活NF-κB等转录因子产生免疫应答，诱发炎症反应。LPS还能与CD14/Toll样受体4(TLR4)受体结合，通过NF-κB途径抑制胰岛β细胞表达，同时LPS还可激活MAPKs通路，影响胰岛素受体底物的表达，导致胰岛素抵抗。肠道菌群失调会导致革兰氏阴性菌的数量争夺，从而增加LPS浓度，高浓度的LPS激活TLR4，释放炎症因子如白细胞介素-1(IL-1)，白细胞介素-6(IL-6)，肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等，进而引发机体慢性炎症反应，最终导致了胰岛素抵抗。

近年来，随着生物技术的发展，益生菌的研究越来越引起人们的关注和重视。益生菌是指在食品中添加一定剂量时对宿主健康有益的活微生物，益生菌具有抑菌、抗病毒、降胆固醇、抗氧化、增强免疫力等生物学功能。现有研究显示，益生菌、益生元或合生元等可对糖尿病患者的临床症状有明显的缓解作用。据文献报道，LI等发现植物乳植杆菌(原名称植物乳杆菌)X1、CCFM12、CCFM30、CCFEM236、CCFM311、RS4的无细胞上清液均对α-葡萄糖苷酶有抑制效果，抑制率分别为41.81％、27.14％、24.96％、31.18％、27.83％、35.68％。张召等从自然发酵泡菜液中筛选出一株具有良好抑制α-葡萄糖苷酶活性的植物乳杆菌NX-1，其未灭活的发酵上清液对α-葡萄糖苷酶的抑制率为33.13％。与化学药物相比，益生菌安全性高、毒副作用小，生物疗法更具有前景与吸引力。但现有已公开的益生菌对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制效果都较低，还有待提高。

目前缺乏能够同时抑制α-葡萄糖苷酶/α-淀粉酶的降糖和脂多糖降解的药物，而脂多糖能够刺激胰岛素抵抗的关键诱导因子的释放，因此寻找能够同时抑制α-葡萄糖苷酶/α-淀粉酶、降解脂多糖含量的菌株或药物迫在眉睫。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有益生菌对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制效果的缺陷和不足，提供一株具有抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性、且能降解脂多糖的植物乳植杆菌及其应用。