摘要:乳酸桿菌不僅可以改善機(jī)體代謝,促進(jìn)動(dòng)物生長,還可產(chǎn)生非特異性免疫調(diào)節(jié)因子來提高動(dòng)物的免疫力。目前對(duì)乳酸桿菌起免疫作用的成分有大量的研究,這些資料顯示乳酸桿菌的肽聚糖、DNA和菌體外膜蛋白都對(duì)機(jī)體免疫產(chǎn)生了重要作用。本研究綜述了乳酸桿菌肽聚糖、DNA和菌體外膜蛋白的免疫增強(qiáng)作用。
關(guān)鍵詞:乳酸桿菌;免疫學(xué);肽聚糖
中圖分類號(hào):S852.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-273X(2013)11-0064-02
乳酸桿菌是革蘭氏陽性菌,不形成芽孢,因能發(fā)酵乳酸而得名。乳酸桿菌不僅已廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)、食品加工業(yè),隨著醫(yī)學(xué)研究的深入,在疾病治療和預(yù)防也得以應(yīng)用。肽聚糖是乳酸桿菌細(xì)胞壁的主要成分,真核細(xì)胞中不含肽聚糖,因此肽聚糖成了真核生物免疫系統(tǒng)識(shí)別的理想靶位。DNA是乳酸桿菌的遺傳物質(zhì),對(duì)高等動(dòng)物免疫系統(tǒng)具有免疫刺激作用。菌體外膜蛋白(outer membrance protein,OMP)是乳酸桿菌細(xì)胞膜的一種外膜蛋白,OMP具有良好的免疫原性,不僅可刺激體液免疫,而且可以刺激細(xì)胞免疫作用。
1 乳酸桿菌
1.1 乳酸桿菌簡介
乳酸桿菌是指能使糖類發(fā)酵產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌,其存在廣泛,嗜酸性,最適合pH 5.5~6。在pH 3.0~4.5中仍然能生存,在無芽孢桿菌中其耐酸力最強(qiáng)。酸牛奶中有此菌,是一群生活在機(jī)體內(nèi)益于宿主健康的微生物,它維護(hù)人體健康和調(diào)節(jié)免疫功能的作用已被廣泛認(rèn)可。具有控制腸內(nèi)感染、抗腫瘤活性等,還能促進(jìn)小腸局部細(xì)胞免疫和體液免疫。
1.2 乳酸桿菌近期研究成果
國內(nèi)外有大量飼養(yǎng)和臨床試驗(yàn)證明乳酸桿菌對(duì)人和動(dòng)物都有保健和治療功效,乳酸桿菌活菌膠囊陰道置入對(duì)產(chǎn)婦局部微環(huán)境有調(diào)整作用,能有效改善產(chǎn)后女性陰道菌群失調(diào)狀態(tài),使其接近正常女性陰道微環(huán)境[1];在種蛋雞產(chǎn)蛋期飼糧中添加復(fù)合乳酸桿菌制劑可以提高種蛋雞的產(chǎn)蛋率和對(duì)飼糧中粗蛋白的表觀消化率和改善免疫機(jī)能以及顯著提高乳酸菌和雙歧桿菌的數(shù)量[2];乳酸桿菌通過定制和提供免疫信號(hào)調(diào)節(jié)宿主免疫反應(yīng)[3];Korshunov等[4]通過研究39例HPV感染伴CIN的婦女陰道分泌物情況,發(fā)現(xiàn)陰道內(nèi)乳酸桿菌的減少與宮頸癌前病變的發(fā)生密切相關(guān),而且乳酸桿菌減少,各種條件致病菌增多,為HPV發(fā)揮作用提供了環(huán)境。
2 乳酸桿菌免疫
2.1 乳酸桿菌肽聚糖的免疫
2.1.1 乳酸桿菌肽聚糖 乳酸桿菌肽聚糖(peptidoglycan,PG)它是由雙糖單位、四肽尾還有肽橋聚合而成得多層網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu),N -乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine, NAG)和N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid, NAMA)交替連接的雜多糖與不同組成的肽交叉連接形成的大分子。肽聚糖占細(xì)菌干重的50%~80%由N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸通過β-1,4糖苷鍵連接而成,糖鏈間由肽鏈交聯(lián),構(gòu)成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
2.1.2 乳酸桿菌肽聚糖免疫增強(qiáng)作用 乳酸桿菌肽聚糖等免疫調(diào)節(jié)劑引起的免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)是大量蛋白共同作用的結(jié)果,孫進(jìn)等通過分析實(shí)驗(yàn)證實(shí)了乳酸桿菌肽聚糖引起了核糖體相關(guān)蛋白的明顯變化[5]。這種表現(xiàn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)個(gè)方面,首先,乳酸桿菌肽聚糖刺激后引起TH細(xì)胞激活,T細(xì)胞表面分子的表達(dá)被誘導(dǎo),同時(shí),第一信號(hào)系統(tǒng)和第二信號(hào)系統(tǒng)被激活。第二,特定炎性因子表達(dá)增強(qiáng)或減弱,及某些抗炎性因子表達(dá)上調(diào)[6]。
2.2 乳酸桿菌DNA的免疫
2.2.1 乳酸桿菌DNA 乳酸桿菌DNA是一條雙股環(huán)狀DNA分子組成,附著在橫隔中介體或細(xì)菌膜上。細(xì)菌染色體無組蛋白包繞。細(xì)菌染色體上的基因與真核細(xì)菌不同,無內(nèi)含子,轉(zhuǎn)錄后形成的mRNA不必再剪切、拼接,可直接翻譯成多肽。乳酸桿菌胞質(zhì)中還存在著一種小型環(huán)狀DNA分子-質(zhì)粒,質(zhì)粒能攜帶2~200個(gè)基因,可進(jìn)行自我復(fù)制。
2.2.2 乳酸桿菌DNA的免疫增強(qiáng)作用 乳酸桿菌DNA對(duì)免疫有增強(qiáng)作用,其原因可能與其他細(xì)菌DNA的作用相似,其免疫活性部位為非甲基化胞嘧啶鳥嘌呤二核苷酸(CPGdinucleotides)的特定結(jié)構(gòu),即以CpG為核心,3'端緊接2個(gè)嘧啶,簡寫為5'-PuPuCpGpPyPy-3'。據(jù)報(bào)道,CpG-DNA可直接激活巨噬細(xì)胞分泌IL-12和TNF-α[7]。單核細(xì)胞受細(xì)菌DNA刺激后,IL-6、IL-12和TNF-α等細(xì)胞因子分泌增加,MHC-I與MHC-II類抗原表達(dá)增加,共刺激信號(hào)CD86與CD40表達(dá)增加,抗原提呈功能增強(qiáng)[8]。CpG-DNA還可延長抗原提呈細(xì)胞的存活期,乳酸桿菌DNA可直接或間接地促進(jìn)NK細(xì)胞的功能。
2.3 乳酸桿菌OMP的免疫
2.3.1 乳酸桿菌OMP 乳酸桿菌外膜蛋白不是由跨生物膜的α螺旋組成,而是由反平行的β桶結(jié)構(gòu)組成,不同的外膜蛋白的β-桶由不同偶數(shù)個(gè)β-折疊片組成,從8個(gè)到22個(gè)不等。外膜鑲嵌蛋白有多種功能,例如細(xì)菌粘附、溶解和蛋白運(yùn)輸,以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。細(xì)菌的OMP通過抗吞噬、抗補(bǔ)體及抗血清殺菌作用而對(duì)細(xì)菌的致病過程起著非常重要的影響。
2.3.2 乳酸桿菌OMP的免疫增強(qiáng)作用 外膜蛋白可作用于參加免疫反應(yīng)的細(xì)胞,OMP 通過加強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)抗原的攝取,增強(qiáng)了淋巴細(xì)胞的活化,表現(xiàn)出在免疫反應(yīng)中的重要作用。用鼠傷寒桿菌OMP 50μg免疫小白鼠即可誘導(dǎo)產(chǎn)生特異性抗體并保護(hù)500 LD50細(xì)菌量的攻擊,同時(shí)OMP還可誘導(dǎo)產(chǎn)生變態(tài)反應(yīng),表明OMP具有較強(qiáng)的免疫原性和細(xì)胞免疫能力。
3 乳酸桿菌的免疫學(xué)應(yīng)用前景
2株乳酸桿菌L.casei Zhang和MG-1的肽聚糖作為佐劑可明顯促進(jìn)新城疫油乳劑滅活疫苗和禽流感(H5)亞型油乳劑滅活疫苗對(duì)雛雞的免疫效果,并隨著肽聚糖添加量的增加抗體滴度也增加[9]。乳酸桿菌L.casei Zhang DNA作為佐劑可明顯促進(jìn)新城疫油苗和禽流感(H5)亞型油苗對(duì)雞的免疫效果,增強(qiáng)雞的細(xì)胞與體液免疫應(yīng)答[10]。乳酸桿菌菌體OMP具有良好的免疫原性可刺激體液免疫和細(xì)胞免疫作用,顯著提高了新城疫疫苗的免疫效果和抵抗相應(yīng)強(qiáng)毒的攻擊[11]。
乳酸桿菌在免疫學(xué)方面的開發(fā)有非常中的作用,對(duì)家禽的疫苗免疫增強(qiáng)作用已得到證實(shí),對(duì)蛋雞和肉種雞的健康成長有重要作用,乳酸桿菌的三類免疫增強(qiáng)劑可在禽類傳染病防治中進(jìn)一步加以推廣,對(duì)其他動(dòng)物免疫增強(qiáng)劑也提供了可以研究及應(yīng)用的前景。
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