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嫦娥太空菌:唾液联合乳杆菌CEGF-TKJ-004的选育、特性与应用研究
来源: | 作者:马郁洁 | 发布时间: 2026-07-11 | 15 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:
唾液联合乳杆菌CEGF-TKJ-004是由古得宁母公司湖北嫦娥生物股份有限公司联合华中科技大学的科研团队,依托天然菌种筛选结合航天空间诱变育种技术培育的特色菌株。

唾液联合乳杆菌CEGF-TKJ-004是由古得宁母公司湖北嫦娥生物股份有限公司联合华中科技大学科研团队,依托天然菌种筛选结合航天空间诱变育种技术培育的特色菌株唾液联合乳杆菌是一种具有益生菌活性的重要革兰阳性杆菌,具有良的耐酸、耐胆盐和产酸特性,广泛地存在于人和动物的胃肠道中具有独特应用价值经太空诱变后,其功能与产业适配性得到进一步提升。

一、菌株溯源与太空诱变培育历程

1.1 原始菌种筛选

原始菌株分离自健康新生儿的粪便样本,属人体原生菌种。经嫦娥生物&华中科技大学实验室鉴定:该菌株属于唾液联合乳杆菌,是欧洲食品安全局 EFSA资格认定名单收录菌种,同时纳入我国《可用于食品菌种名单》,食用安全性明确。

本项目联合研发主体包含湖北嫦娥生物股份有限公司、华中科技大学生命科学与技术学院等多家单位,各方分工完成菌种筛选、太空搭载、地面复筛、安全性与功效试验等全链条研究工作。相关研发单位签订科研诚信承诺书(图1),承诺全部试验数据、研究资料真实客观,无伪造篡改行为。

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图1 项目承诺书

1.2 卫星搭载与菌种保藏

2024年9月28日,该优选原生菌株搭乘“实践十九号”返回式科学试验卫星,于酒泉卫星发射中心发射升空,在轨培育时长13.5天。在轨期间菌种处于微重力(10⁻⁴~10⁻⁶ g)、空间电离辐射(总辐射剂量200 mGy)、昼夜极端温差(-180℃~150℃)等独有太空环境,利用空间特殊理化条件实现菌种自然诱变;试验同步设置地面常温(37℃)静置保存对照组,便于后续对比诱变前后菌株性状差异。

卫星返回地面后,复苏率达75%,经平板分离、传代稳定性筛选获得变异株(编号CEGF-TKJ-004)该菌株于20264月7日送交中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO:M2026600,保藏期限30年,2026414日,保藏中心活菌检测合格,太空育种身份证与保藏信息如下图2

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1.3 菌株的生物学特征

唾液联合乳杆菌是乳杆菌科、联合乳杆菌属的革兰氏阳性益生菌呈短杆状,无鞭毛及孢子。菌体长0.5-10.0μm,耐酸(pH≥2.5)耐胆盐(0.4%),最适宜的生长温度37℃,代谢葡萄糖不产气,兼性厌氧环境下繁殖最佳唾液联合乳杆菌能代谢低聚果糖产乳酸和乙酸,其菌落通常粗糙直径1~3 mm,白色至浅灰色。

唾液联合乳杆菌具有良好的耐酸和耐胆盐特性,能在人和动物的肠胃中生存。菌体表面具备黏附蛋白,可特异性结合肠道、口腔上皮细胞,定植于黏膜表层,不易随粪便快速排出,持续补充可维持肠道菌群丰度

菌株无致病性基因、无肠毒素、溶血素编码基因,无侵袭、感染宿主的能力。不存在耐药基因水平传播风险,不会造成人体肠道、口腔、脏器感染,无溶血现象。

二、菌株的核心功能

太空综合诱变环境辐射、微重力协同作用,诱变突变谱更广、有益突变概率更高;相较于人工化学诱变、紫外诱变,无化学试剂残留,菌株安全性不受影响研究团队在以下功效上开展了多组科学试验:

2.1 抑制口腔致病菌

唾液联合乳杆菌CEGF-TKJ-004抑菌活性依托菌株代谢产物发挥作用,菌体本身无抑菌效果,抑菌活性依赖代谢产生的酸性物质,对口腔致病菌抑制效果显著优于金黄色葡萄球菌。

1. 抑菌对象与抑制强度

采用牛津杯法体外抑菌试验验证,菌液与代谢产物对变形链球菌(致龋菌)、牙龈卟啉单胞菌(牙周致病菌)、金黄色葡萄球菌均具备高度抑菌活性;如下表1,针对变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌抑菌圈直径普遍>15 mm,属于高度敏感;对金黄色葡萄球菌抑菌圈偏小,仅为中度敏感,抑菌能力更弱,推测与金黄色葡萄球菌革兰阳性厚细胞壁抵御酸性代谢物相关。

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注:同行小写字母不同,表示差异显著(P<0.05)。下同。

表1 唾液联合乳杆菌菌液抑菌圈直径(x̅±s,n=33)

2. 抑菌活性物质来源

离心分离菌体沉淀与上清代谢滤液分别试验:PBS重悬菌体对所有受试致病菌抑菌圈直径均为0,无抑菌能力;去除菌体的上清代谢滤液抑菌效果显著;将代谢产物pH调至7.0中性环境后,抑菌活性完全消失,证明其抑菌核心成分为乳酸等有机酸或酸依赖性抑菌物质,仅酸性条件下可发挥抑制作用。

3. 菌株生长特性支撑抑菌能力

如下图3,菌株生长速度快,菌株A接种2 h进入对数期、菌株B 4 h进入对数期,8 h到达对数生长末期,14/16 h进入稳定期;稳定期菌体代谢旺盛、酸性代谢产物积累充足,因此实验室多采用过夜稳定期菌液开展抑菌试验,抑菌效果最优。

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图3 唾液联合乳杆菌的生长曲线

2.2 肠道菌群的调节与肠道黏膜免疫的提升

唾液联合乳杆菌CEGF-TKJ-004可双向调节肠道菌群结构,同时提升肠黏膜免疫水平,且停用后仍具备作用。

1. 优化肠道菌群结构,抑制有害菌增殖

如下表2-3,动物实验分低、中、高剂量灌胃小鼠15 d后,中剂量组调节效果最优:可显著提升肠道乳杆菌、双歧杆菌等有益菌数量,大幅降低肠杆菌、肠球菌、产气荚膜梭菌等条件致病菌含量。停止灌胃14 d后,小鼠肠道有益菌数量依旧高于灌胃前基线水平,肠杆菌仍被持续抑制,仅产气荚膜梭菌逐步恢复初始数量,体现菌株黏膜定植带来的长效菌群调控效果。

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注:表中数据均为对数值。同行数据后所标字母相异表示差异显著(P<0.05),所标字母相同表示差异不显著(P>0.05)。下同。

表2 灌胃唾液联合乳杆菌对各组小鼠肠道菌群的影响(n=5)

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注:表中数据均为对数值。

3 灌胃结束后唾液联合乳杆菌Ls04中剂量组小鼠大肠黏膜处微生物区系的动态变化(n=5)

2. 提升肠黏膜SIgA分泌,强化局部免疫屏障

SIgA为肠道核心保护性抗体,如下图4-5,灌胃试验显示,中剂量组小鼠肠黏膜SIgA浓度达到峰值,显著高于低剂量组与空白对照组;停药后SIgA含量虽逐步下降,但至第14天时仍明显高于试验初始水平,可持续刺激机体黏膜免疫应答。

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图4 灌胃唾液联合乳杆菌Ls04对小鼠肠黏膜SIgA质量浓度的影响(n=5)

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图5 Ls04中剂量组小鼠灌胃前及灌胃后小肠黏膜SIgA的动态变化(n=5)

3. 广谱肠道致病菌抑制潜力

体外牛津杯试验证实,同属唾液联合乳杆菌Ls04菌液对致腹泻大肠杆菌K88、K99存在明显抑菌圈,抑菌圈直径分别为15.3±1.29 mm、13.4±1.06 mm,佐证该类菌种可通过代谢产物抑制肠道致病性大肠杆菌,减少肠道感染风险。

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4 唾液联合乳杆菌菌液抑菌圈直径(n=3)

2.3 抗炎与免疫调节

唾液联合乳杆菌CEGF-TKJ-004可通过调控机体T细胞亚群平衡、下调多种促炎因子,发挥全身性抗炎与免疫稳态调节效果。

1. 缓解关节炎症体征,减轻组织损伤

采用Ⅱ型胶原构建类风湿关节炎(CIA)大鼠模型进行干预,如下图6,连续灌胃4周后,唾液联合乳杆菌组大鼠关节炎指数评分、病变足厚度显著低于模型组;关节病理HE染色可见滑膜增生、炎性细胞浸润、血管翳及骨软骨侵蚀程度大幅减轻,干预效果与阳性药物甲氨蝶呤组无显著差异。

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表5 四组SD大鼠类风湿性关节炎指数评分及发病足厚度比较(x̅±s)

2. 平衡Th17/Treg免疫细胞比例,纠正免疫失衡

CIA模型大鼠存在明显免疫紊乱,脾脏促炎Th17细胞占比升高、抑炎Treg细胞数量下降,Th17/Treg比值大幅上升;经唾液联合乳杆菌干预后,Th17细胞水平显著降低,Treg细胞数量回升,Th17/Treg比值明显回落,重塑机体免疫平衡。

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表6 各组大鼠脾脏Th17细胞、Treg细胞含量及其比值比较(x̅±s)

3. 显著下调多种血清促炎因子表达

模型大鼠血清IL-1β、IFN-γ、IL-17、IL-2、IL-6、IL-8、TNF-α等促炎因子显著升高;补充唾液联合乳杆菌可抑制上述炎症因子分泌,各指标水平显著下降,与甲氨蝶呤组抗炎效果相近。

三、产业化方向

普通唾液联合乳杆菌常规菌株代谢产酸效率一般,高温、喷雾干燥加工过程活菌损耗较高,部分菌株黏膜黏附能力有限,长效调节菌群效果偏弱;唾液联合乳杆菌CEGF-TKJ-004经太空诱变选育,强化产酸抑菌、黏膜黏附、加工耐受能力,完整保留耐酸、耐胆盐、免疫调节核心益生功效,全产业链落地优势显著。

1. 生产端

菌株生长速度快,对数期代谢旺盛,高密度发酵产量高;耐受喷雾干燥、冻干加工环境,加工环节活菌流失少,有效降低原料损耗与生产成本。具备食品SC正规生产资质,搭建菌种培育、发酵、后处理全流程品质管控体系,每批次原料成品均送CMA资质第三方检测机构检测,完成活菌数量、致病菌、安全性全套检测并出具质检报告,生产记录完整可追溯。

2. 产品端

菌体表面富含黏附蛋白,可稳定定植口腔、肠道黏膜;代谢持续生成有机酸,对致龋、牙周、肠道致病菌具备稳定抑制效果,同时可平衡Th17/Treg细胞、下调多种促炎因子,兼顾局部微生态调节与抗炎免疫作用。

3. 多场景应用

适配多元化的食品品类:口腔益生菌含片发酵乳制品、固体益生菌粉剂、膳食补充剂等;可面向特定人群开发专项的功能性益生菌配方产品。


特别声明

本品为普通食品,仅可作为日常膳食补充,不能替代药品医治疾病。患有胃肠道器质性病变、肝肾疾病、免疫缺陷等确诊器质性疾病的人群,请遵从临床医嘱进行规范治疗。CEGF-TKJ-004菌株系通过航天空间诱变育种技术选育获得,其功能特性基于体外试验、动物模型试验,具体效果因个体差异可能有所不同。


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