尚沁沁 黃 琴 徐 歆 史艷云 李衛(wèi)芬 余東游
(浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院飼料科學(xué)研究所,農(nóng)業(yè)部華東動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,杭州 310058)
益生菌是指對(duì)人畜有益的活體微生物[1]。外源性益生菌進(jìn)入腸道后,通過(guò)促進(jìn)機(jī)體腸道微生態(tài)平衡、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、維持養(yǎng)殖生態(tài)平衡,最終達(dá)到促生長(zhǎng)和提高抗病力等益生作用,并具有無(wú)毒性、無(wú)殘留、無(wú)耐藥性以及無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)[2]。益生菌主要通過(guò)免疫調(diào)節(jié)(增強(qiáng)腸道免疫、活化全身免疫系統(tǒng)及減輕炎癥反應(yīng))[3]和非免疫調(diào)節(jié)(改善腸道微生態(tài)平衡和腸道形態(tài)結(jié)構(gòu))[4]2種途徑改善動(dòng)物腸道健康,從而促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。納豆芽孢桿菌(Bacillus subtilis var.natto)B4是枯草芽孢桿菌的一個(gè)亞種[5],可分解大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,同時(shí)具有抗癌、抗菌、抗氧化、降低膽固醇等功能[6-7]。研究表明,在飼糧中添加納豆芽孢桿菌B4可提高肉雞的平均日采食量和平均日增重[8],促進(jìn)仔豬腸道乳酸菌定植[9],提高魚(yú)的非特異性免疫[10]等。目前,關(guān)于益生菌對(duì)機(jī)體免疫影響的研究多集中于乳酸菌,而針對(duì)納豆芽孢桿菌的研究較少。因此,有必要系統(tǒng)、深入地研究飼用納豆芽孢桿菌的作用機(jī)理,特別是其提高動(dòng)物免疫功能的機(jī)理。本試驗(yàn)擬研究納豆芽孢桿菌B4對(duì)Caco-2細(xì)胞活性、黏附與細(xì)胞因子分泌的影響,旨在探索該菌株對(duì)腸黏膜免疫功能的調(diào)控機(jī)理,從而為納豆芽孢桿菌在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
納豆芽孢桿菌B4菌株由浙江大學(xué)飼料科學(xué)研究所農(nóng)業(yè)部華東動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供;大腸桿菌(Escherichia coli)K88和霍亂沙門(mén)氏菌(Salmonella choleraesuis)均購(gòu)自國(guó)家獸醫(yī)微生物菌種保藏管理中心;Caco-2細(xì)胞購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院細(xì)胞資源中心。
Luria-Bertani(LB)培養(yǎng)基(英國(guó) Oxoid公司);麥康凱瓊脂培養(yǎng)基和SS瓊脂培養(yǎng)基(杭州天和微生物試劑有限公司);DMEM培養(yǎng)液、0.25%胰酶[含 0.02%乙二胺四乙酸(EDTA)]、D-Hank’s平衡鹽溶液、胎牛血清(FBS)(美國(guó)Gibco公司);青、鏈霉素(碧云天生物技術(shù)研究所);TritonX-100和臺(tái)盼藍(lán)染色液(美國(guó)Ameresco公司);增殖誘導(dǎo)配體(APRIL)、白細(xì)胞介素 -6(IL-6)、白細(xì)胞介素-8(IL-8)和白細(xì)胞介素-10(IL-10)酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)試盒(美國(guó)R&D systems公司);乳酸脫氫酶(LDH)測(cè)試盒(南京建成生物工程研究所);其他試劑均為分析純。
5804R高速冷凍離心機(jī)(德國(guó)Eppendorf公司);HERAcell 150 CO2細(xì)胞培養(yǎng)箱(美國(guó)Thermo Electron公司);CX41-12C02奧林巴斯倒置顯微鏡(日本Olympus公司);SpectraMax M5多功能酶標(biāo)儀(美國(guó)Molecular Devices公司);UV-2100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(尤尼柯上海儀器有限公司);XSZ-N107CCD光學(xué)顯微鏡(寧波永新光學(xué)股份有限公司);DK-8D恒溫水浴鍋(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司);SPX-250BS-Ⅱ生化培養(yǎng)箱(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司);THZ-C恒溫振蕩器(江蘇太倉(cāng)市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠)。
1.3.1 試驗(yàn)細(xì)胞及菌株的培養(yǎng)
按照文獻(xiàn)[11]的方法培養(yǎng)細(xì)胞及試驗(yàn)菌株。Caco-2細(xì)胞接種在75 cm2細(xì)胞培養(yǎng)瓶,以含10%FBS和雙抗(100 U/mL青霉素和100μg/mL鏈霉素)的DMEM 培養(yǎng)基,于37℃,5%CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每2 d換液1次,待細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)為單層細(xì)胞后(5~7 d),加入0.5 mL 0.25%的胰酶消化傳代。
-80℃保存的納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌分別經(jīng)LB培養(yǎng)基、麥康凱瓊脂培養(yǎng)基和SS瓊脂培養(yǎng)基活化后,接種于LB液體培養(yǎng)基,37℃,200 r/min搖床培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,4 000 r/min離心10 min,收集菌體,用無(wú)菌磷酸鹽緩沖液(PBS,pH 7.4)洗滌2次,最后重懸于含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基中,調(diào)節(jié)細(xì)菌的濃度為2×108CFU/mL。
1.3.2 細(xì)胞活性檢測(cè)[12]
Caco-2細(xì)胞以1×106個(gè)/mL接種于細(xì)胞培養(yǎng)板,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12 h使細(xì)胞重新貼壁,試驗(yàn)組分別加入納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌液(1×108CFU/mL),對(duì)照組加等量含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基,置于37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中繼續(xù)共培養(yǎng),分別進(jìn)行臺(tái)盼藍(lán)排斥試驗(yàn)和LDH細(xì)胞毒性檢測(cè)。
臺(tái)盼藍(lán)排斥試驗(yàn):分別在共培養(yǎng)1、3、6 h后,以0.25%胰蛋白酶消化收集細(xì)胞,細(xì)胞懸液與0.4%臺(tái)盼藍(lán)溶液以體積比9∶1混合均勻,取少量以細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)活細(xì)胞(未著色細(xì)胞)數(shù)、細(xì)胞總數(shù),計(jì)算細(xì)胞存活率。
LDH細(xì)胞毒性檢測(cè):共培養(yǎng)12 h后,收集細(xì)胞培養(yǎng)上清,以LDH測(cè)試盒檢測(cè)胞外LDH活性,以此確定細(xì)胞的損傷程度。
1.3.3 細(xì)菌黏附試驗(yàn)
按照文獻(xiàn)[13]和[14]的方法熒光標(biāo)記細(xì)菌:試驗(yàn)菌(1×109CFU/mL)懸浮于1 mg/mL異硫氰酸熒光素(FITC)中,37℃暗處作用2 h,PBS洗滌數(shù)次去除未結(jié)合的FITC,重新懸浮于含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基中,并調(diào)整菌液濃度至2×108CFU/mL。Caco-2細(xì)胞以1×106個(gè)/mL接種于細(xì)胞培養(yǎng)板,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12 h使細(xì)胞重新貼壁,分別進(jìn)行單菌黏附和黏附抑制試驗(yàn)[11]。
單菌黏附試驗(yàn):FITC標(biāo)記的大腸桿菌K88或霍亂沙門(mén)氏菌(1×108CFU/mL)處理Caco-2細(xì)胞1 h,無(wú)菌PBS洗滌3次,胰酶消化收集細(xì)胞,酶標(biāo)儀測(cè)定其相對(duì)熒光強(qiáng)度(RFU),激發(fā)光波長(zhǎng)為494 nm,發(fā)射光波長(zhǎng)為520 nm,計(jì)算黏附率。
式中:A為每毫升細(xì)胞懸液的RFU;A0為每毫升FITC標(biāo)記菌液的RFU。
黏附抑制試驗(yàn):1)競(jìng)爭(zhēng)試驗(yàn),同時(shí)加入未熒光標(biāo)記的納豆芽孢桿菌B4與FITC標(biāo)記的大腸菌K88或者霍亂沙門(mén)氏菌(均為1×108CFU/mL)處理Caco-2細(xì)胞1 h后,無(wú)菌PBS洗滌3次,胰酶消化收集細(xì)胞,酶標(biāo)儀測(cè)定其RFU,計(jì)算黏附率。2)排斥試驗(yàn),未標(biāo)記熒光的納豆芽孢桿菌B4(1×108CFU/mL)先處理 Caco-2細(xì)胞 1 h后,無(wú)菌PBS洗滌3次,再加入FITC標(biāo)記的大腸菌K88或者霍亂沙門(mén)氏菌(1×108CFU/mL)處理1 h,無(wú)菌PBS洗滌3次,胰酶消化收集細(xì)胞,酶標(biāo)儀測(cè)定其RFU,計(jì)算黏附率。3)置換試驗(yàn),F(xiàn)ITC標(biāo)記的大腸菌K88或者霍亂沙門(mén)氏菌(1×108CFU/mL)處理Caco-2細(xì)胞1 h,無(wú)菌PBS洗滌3次,再加入未熒光標(biāo)記的納豆芽孢桿菌B4處理1 h,胰酶消化收集細(xì)胞,酶標(biāo)儀測(cè)定其RFU,計(jì)算黏附率。
1.3.4 細(xì)胞因子分泌檢測(cè)
Caco-2細(xì)胞以1×106個(gè)/mL接種于細(xì)胞培養(yǎng)板,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12 h使細(xì)胞重新貼壁,試驗(yàn)組分別以納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌液(1×108CFU/mL)處理12 h,對(duì)照組加等量含10%FBS的 DMEM 培養(yǎng)基,收集細(xì)胞培養(yǎng)上清,以ELISA測(cè)試盒檢測(cè)其中促炎細(xì)胞因子(APRIL、IL-6、IL-8)和抗炎細(xì)胞因子(IL-10)的含量,按說(shuō)明書(shū)操作。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用SPSS 16.0軟件作統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,用Duncan氏法進(jìn)行多重比較,P<0.05為差異顯著,P<0.01為差異極顯著。
由表1可知,大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌與Caco-2細(xì)胞共培養(yǎng)后,隨共培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),細(xì)胞存活率逐漸降低,分別從1 h的88.17%和88.67%降低到6 h的72.83%和72.50%,大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌組Caco-2細(xì)胞的存活率極顯著低于對(duì)照組(P<0.01);納豆芽孢桿菌B4與Caco-2細(xì)胞共培養(yǎng)1、3、6 h后,對(duì)Caco-2細(xì)胞的存活率無(wú)顯著影響(P>0.05),且Caco-2細(xì)胞的存活率極顯著高于上述2株病原菌(P<0.01)。
表1 納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌對(duì)Caco-2細(xì)胞存活率的影響Table 1 Effects of Bacillus subtilis var.natto B4,Escherichia coli K88 and Salmonella choleraesuis on survival rate of Caco-2 cells %
由表2可知,大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌與Caco-2細(xì)胞共培養(yǎng)12 h后胞外LDH活性分別是對(duì)照組的8.1倍和7.9倍,差異均極顯著(P<0.01)。納豆芽孢桿菌B4與Caco-2細(xì)胞共培養(yǎng)12 h后胞外LDH活性極顯著高于對(duì)照組(P<0.01),但極顯著低于大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌組(P<0.01)。
由表3和表4可知,在競(jìng)爭(zhēng)試驗(yàn)、排斥試驗(yàn)和置換試驗(yàn)中,納豆芽孢桿菌B4對(duì)大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌黏附Caco-2細(xì)胞的黏附率無(wú)顯著影響(P>0.05),表明該芽孢桿菌對(duì)大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌黏附Caco-2細(xì)胞沒(méi)有明顯的阻斷作用。
表2 納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌對(duì)Caco-2細(xì)胞胞外LDH活性的影響Table 2 Effects of Bacillus subtilis var.natto B4,Escherichia coli K88 and Salmonella choleraesuis on extracellular LDH activity of Caco-2 cells U/L
表3 納豆芽孢桿菌B4對(duì)大腸桿菌K88黏附Caco-2細(xì)胞的影響Table 3 Effects of Bacillus subtilis var.natto B4 on adhesion of Escherichia coli K88 to Caco-2 cells %
表4 納豆芽孢桿菌B4對(duì)霍亂沙門(mén)氏菌黏附Caco-2細(xì)胞的影響Table 4 Effects of Bacillus subtilis var.natto B4 on adhesion of Salmonella choleraesuis to Caco-2 cells%
由表5可知,納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌組Caco-2細(xì)胞分泌APRIL含量極顯著高于對(duì)照組(P<0.01),而促炎細(xì)胞因子IL-6和IL-8含量與對(duì)照組無(wú)顯著差異(P>0.05),抗炎細(xì)胞因子IL-10含量極顯著低于對(duì)照組(P<0.01)。
益生菌的安全性是其篩選過(guò)程中的基本要求,菌株在最終應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)之前,都必須經(jīng)嚴(yán)格的毒性試驗(yàn),證明其安全無(wú)毒,方可進(jìn)一步推廣使用。本研究通過(guò)聯(lián)合運(yùn)用臺(tái)盼藍(lán)排斥試驗(yàn)和LDH細(xì)胞毒性檢測(cè)2種方法,分析納豆芽孢桿菌B4對(duì)Caco-2細(xì)胞活性的影響,以此評(píng)估該菌株的安全性。LDH僅存在于細(xì)胞內(nèi),當(dāng)細(xì)胞受到損傷時(shí),細(xì)胞膜完整性受損,導(dǎo)致其通透性增加,使LDH由胞內(nèi)泄漏至胞外。因此,胞外LDH活性成為衡量細(xì)胞破損的指標(biāo)之一[15]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌對(duì)Caco-2細(xì)胞造成嚴(yán)重的細(xì)胞損傷,引起胞外LDH活性的極顯著升高,而納豆芽孢桿菌B4對(duì)Caco-2細(xì)胞存在一定的細(xì)胞毒性,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌。臺(tái)盼藍(lán)排斥試驗(yàn)結(jié)果顯示,大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌極顯著降低Caco-2細(xì)胞的存活率,而納豆芽孢桿菌B4對(duì)Caco-2細(xì)胞的存活率沒(méi)有顯著的影響。上述2個(gè)試驗(yàn)結(jié)果均表明,納豆芽孢桿菌B4對(duì)Caco-2細(xì)胞無(wú)顯著毒性作用,而大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌對(duì)Caco-2細(xì)胞具有毒性作用。由此可知該芽孢桿菌具有安全性,可選為益生菌。近年來(lái),通過(guò)對(duì)芽孢桿菌進(jìn)行安全評(píng)估得出有4株芽孢桿菌未發(fā)現(xiàn)具有致病特點(diǎn)[16-17],本研究結(jié)果與這些研究相似。
表5 納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌對(duì)Caco-2細(xì)胞細(xì)胞因子分泌的影響Table 5 Effects of Bacillus subtilis var.natto B4,Escherichia coli K88 and Salmonella choleraesuis on cytokine secretion of Caco-2 cells
芽孢桿菌制劑具有防病抗病、提高動(dòng)物生產(chǎn)性能及對(duì)動(dòng)物無(wú)毒無(wú)害、無(wú)殘留等特點(diǎn),是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低殘留、無(wú)污染、綠色環(huán)保的新型飼料添加劑。對(duì)于益生菌的作用機(jī)理,目前普遍認(rèn)為黏附是其發(fā)揮益生作用的前提,也是細(xì)菌與宿主相互作用的第1步[18-19]。Caco-2細(xì)胞是體外培養(yǎng)的腸上皮細(xì)胞,來(lái)源于人結(jié)腸腺癌細(xì)胞,在體外培養(yǎng)時(shí),可自發(fā)進(jìn)行形態(tài)學(xué)和生化學(xué)上的分化,其結(jié)構(gòu)、形態(tài)學(xué)、標(biāo)志酶的功能表達(dá)與腸上皮細(xì)胞類似,表現(xiàn)出成熟的腸上皮細(xì)胞的特性[20],現(xiàn)普遍以Caco-2細(xì)胞為模型進(jìn)行體外模擬試驗(yàn),并以此來(lái)近似反映益生菌在體內(nèi)腸黏膜的黏附特性[21-24]。郭彤等[25]研究表明,大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌均對(duì)Caco-2細(xì)胞有很強(qiáng)的黏附性。因此,阻止大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌黏附是抵抗其入侵的重要途徑之一。本研究表明,在競(jìng)爭(zhēng)試驗(yàn)、排斥試驗(yàn)和置換試驗(yàn)中,納豆芽孢桿菌B4對(duì)大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌黏附Caco-2細(xì)胞的黏附率無(wú)顯著影響,對(duì)大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌黏附Caco-2細(xì)胞未顯示顯著的阻斷作用。Matija?ic'等[26]研究表明,格氏乳桿菌能通過(guò)排斥作用和競(jìng)爭(zhēng)作用抑制大腸桿菌K88黏附Caco-2細(xì)胞,但不影響大腸桿菌K88對(duì)豬的空腸組織黏附能力。魏銀萍[27]研究表明,嗜酸乳桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌和糞腸球菌能夠抑制大腸桿菌和沙門(mén)氏菌對(duì)HT-29細(xì)胞的黏附能力,但益生菌的黏附力大小并不能決定其抑制致病菌對(duì)HT-29細(xì)胞黏附作用的強(qiáng)弱,嗜酸乳桿菌的黏附能力比長(zhǎng)雙歧桿菌強(qiáng),但前者對(duì)致病菌的黏附抑制作用卻不如后者。Nissena等[18]研究同樣表明,黏附能力高的益生菌不一定具有更強(qiáng)的抵抗致病菌的作用。Wang等[28]研究發(fā)現(xiàn),在腸道定植能力弱的乳酸菌,同樣可以減少腸道大腸桿菌的數(shù)量??梢?jiàn),益生菌的黏附能力及其對(duì)致病菌的抗黏附作用并不是其抑制致病菌生長(zhǎng)的必要條件,益生菌抑制腸道病原菌的機(jī)理比較復(fù)雜,涉及黏附、占位以外的其他機(jī)理,這些機(jī)理有待于我們進(jìn)一步討論。
細(xì)胞因子在免疫應(yīng)答與免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用[29]。受細(xì)菌或者病毒刺激的組織或細(xì)胞可通過(guò)釋放細(xì)胞因子來(lái)活化局部免疫和系統(tǒng)免疫,并調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的類型和強(qiáng)度。根據(jù)細(xì)胞因子和趨化因子在炎癥反應(yīng)過(guò)程中的不同作用,可將細(xì)胞因子分為促炎細(xì)胞因子和抗炎細(xì)胞因子2類,前者包括白細(xì)胞介素-1(IL-1)、白細(xì)胞介素-2(IL-2)、IL-6、白細(xì)胞介素-12(IL-12)、干擾素 -γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子 -α(TNF-α)以及趨化因子IL-8等,主要介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的產(chǎn)生和加劇,提高機(jī)體抗感染能力的作用。而白細(xì)胞介素-4(IL-4)、白細(xì)胞介素 -5(IL-5)、IL-10、白細(xì)胞介素-13(IL-13)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 -β(TGF-β)屬于后者,具有抑制和消除炎癥反應(yīng),維持免疫平衡的作用[30]。
APRIL是TNF家族新成員,具有增強(qiáng)抵抗外來(lái)抗原、毒素以及病原微生物入侵的作用。He等[31]和 Macpherson 等[32]研究發(fā)現(xiàn),APRIL 是活化腸黏膜免疫應(yīng)答中重要的促炎細(xì)胞因子,在正常組織中低表達(dá)或不表達(dá),受細(xì)菌抗原(整個(gè)菌體內(nèi)、毒素或鞭毛)刺激的Caco-2細(xì)胞則表達(dá) APRIL。本研究結(jié)果顯示,納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌均可極顯著提高Caco-2細(xì)胞分泌APRIL的含量,而未受刺激的Caco-2細(xì)胞則低表達(dá)APRIL。因此,納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌均能刺激Caco-2細(xì)胞分泌APRIL,從而增強(qiáng)機(jī)體對(duì)抗外來(lái)抗原、毒素以及病原微生物的入侵。Hosoi等[33]研究表明,不同試驗(yàn)條件會(huì)影響納豆芽孢桿菌和大腸桿菌刺激Caco-2細(xì)胞分泌IL-6和IL-8。但本試驗(yàn)未能發(fā)現(xiàn)納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌刺激Caco-2細(xì)胞分泌IL-6和IL-8,可能是由于菌株特異性或試驗(yàn)條件不一樣引起的??寡准?xì)胞因子IL-10能夠抑制炎癥應(yīng)答,使免疫應(yīng)答轉(zhuǎn)向耐受模式,從而能有效控制或治療嚴(yán)重的炎癥疾病,具有限制腸上皮細(xì)胞對(duì)致病菌的免疫應(yīng)答和維持對(duì)共生細(xì)菌穩(wěn)態(tài)的作用[34]。本試驗(yàn)表明,納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌均可極顯著抑制Caco-2細(xì)胞分泌IL-10,從而進(jìn)一步增強(qiáng)Caco-2細(xì)胞的促炎反應(yīng)。因此,納豆芽孢桿菌B4、大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌對(duì)促炎細(xì)胞因子IL-6和IL-8含量無(wú)顯著影響,但能通過(guò)顯著提高促炎細(xì)胞因子APRIL的含量活化Caco-2細(xì)胞促炎反應(yīng),同時(shí)能通過(guò)抑制Caco-2細(xì)胞分泌IL-10,進(jìn)一步增強(qiáng)Caco-2細(xì)胞的促炎反應(yīng)。
①納豆芽孢桿菌B4對(duì)Caco-2細(xì)胞無(wú)顯著毒害作用,具有安全性。
②納豆芽孢桿菌B4對(duì)大腸桿菌K88和霍亂沙門(mén)氏菌黏附Caco-2細(xì)胞無(wú)阻斷作用。
③納豆芽孢桿菌B4能夠顯著誘導(dǎo)Caco-2細(xì)胞分泌促炎細(xì)胞因子APRIL并抑制抗炎細(xì)胞因子IL-10的產(chǎn)生,表明該芽孢桿菌可通過(guò)調(diào)節(jié)Caco-2細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌發(fā)揮一定的免疫作用。
[1]FULLER R.Probiotics in man and animals[J].The Journal of Applied Bacteriology,1989,66(5):365-378.
[2]ALEXOPOULOS C,GEORGOULAKIS I E,TZIVARA A,et al.Field evaluation of the efficacy of a probiotic containing Bacillus licheniformis and Bacillus subtilis spores,on the health status and performance of sows and their litters[J].Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition,2004,88(11/12):381-392.
[3]BODERA P,CHCIALOWSKI A.Immunomodulatory effect of probiotic bacteria[J].Recent Patents Inflammation & Allergy Drug Discovery,2009,3(1):58-64.
[4]PAGNINI C,SAEED R,BAMIAS G,et al.Probiotics promote gut health through stimulation of epithelial innate immunity[J].Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America,2010,107(1):454-459.
[5]SAMANYA M,YAMAUCHI K.Histological alterations of intestinal villi in chickens fed dried Bacillus subtilis var.natto[J].Comparative Biochemistry and Physiology-Part A:Molecular&Integrative Physiology,2002,133(1):95-104.
[6]SUMI H.Accumulation of vitamin K(menaquinone-7)in plasma after ingestion of natto and natto bacilli(B.subtilis natto)[J].Food Science and Technology Research,1999,5(1):48-50.
[7]SUMI H,HAMADA H,TSUSHIMA H,et al.A novel fibrinolytic enzyme(nattokinase)in the vegetable cheese Natto;a typical and popular soybean food in the Japanese diet[J].Experientia,1987,43(10):1110-1111.
[8]FUJIWARA K,YAMAZAKI M,ABE H,et al.Effect of Bacillus subtilis var.natto fermented soybean on growth performance,microbial activity in the caeca and cytokine gene expression of domestic meat type chickens[J].The Journal of Poultry Science,2009,46(2):116-122.
[9]OZAWA K,YOKOTA H,KIMURA M,et al.Effects of administration of Bacillus subtilis strain BN on intestinal flora of weanling piglets[J].Nippon Juigaku Zasshi.The Japanese Journal of Veterinary Science,1981,43(5):771-775.
[10]周國(guó)勤,杜宣,吳偉.納豆芽孢桿菌對(duì)魚(yú)類非特異性免疫功能的影響[J].水利漁業(yè),2006,26(1):101-103.
[11]黃琴,白潔,汪啟翰,等.芽孢桿菌對(duì)體外腸上皮細(xì)胞黏附和細(xì)胞膜完整性的影響[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào),2013,33(3):376-380.
[12]XU X,HUANG Q,MAO Y L,et al.Immunomodula-tory effects of Bacillus subtilis(natto)B4 spores on murine macrophages[J].Microbiology and Immunology,2012,56(12):817-824.
[13]VINDEROLA C G,MEDICI M,PERDIGóN G.Relationship between interaction sites in the gut,hydrophobicity,mucosal immunomodulating capacities and cell wall protein profiles in indigenous and exogenous bacteria[J].Journal of Applied Microbiology,2004,96(2):230-243.
[14]BONAR A,CHMIELA A,RUDNICKA W,et al.Mannose-binding lectin enhances the attachment and phagocytosis of mycobacteria in vitro[J].Archivum Immunologiae Et Therapiae Experimentalis,2005,53(5):437-441.
[15]PATLOLLA A,PATLOLLA B,TCHOUNWOU P.E-valuation of cell viability,DNA damage,and cell death in normal human dermal fibroblast cells induced by functionalized multiwalled carbon nanotube[J].Molecular and Cellular Biochemistry,2010,338(1/2):225-232.
[16]HONG H A,HUANG J M,KHANEJA R,et al.The safety of Bacillus subtilis and Bacillus indicus as food probiotics[J].Journal of Applied Microbiology,2008,105(2):510-520.
[17]TOMPKINS T A,HAGEN K E,WALLACE T D,et al.Safety evaluation of two bacterial strains used in A-sian probiotic products[J].Canadian Journal of Microbiology,2008,54(5):391-400.
[18]NISSENA L,CHINGWARU W,SGORBATI B,et al.Gut health promoting activity of new putative probiotic/protective Lactobacillus spp.strains:a functional study in the small intestinal cell model[J].International Journal of Food Microbiology,2009,135(3):288-294.
[19]BIBILONI R,F(xiàn)ERNANDO PéREZ P,LILIANA DE ANTONI G.Will a high adhering capacity in a probiotic strain guarantee exclusion of pathogens from intestinal epithelia?[J].Anaerobe,1999,5(5):519-524.
[20]CANDELA M,PERNA F,CARNEVALI P,et al.Interaction of probiotic Lactobacillus and Bifidobacterium strains with human intestinal epithelial cells:adhesion properties,competition against enteropathogens and modulation of IL-8 production[J].International Journal of Food Microbiology,2008,125(3):286-292.
[21]熊濤,黃巧芬,李萍,等.植物乳桿菌 NCU116的模擬人體腸道上皮細(xì)胞黏附性能[J].食品科學(xué),2013,34(15):252-255.
[22]劉剛,任文凱,熊霞,等.腸道與微生物相互作用體外研究模型進(jìn)展與應(yīng)用[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2013,25(8):1677-1682.
[23]GAGNON M,ZIHLER B A,CHERVET N,et al.Comparison of the Caco-2,HT-29 and the mucus-secreting HT29-MTX intestinal cell models to investigate Salmonella adhesion and invasion[J].Journal of Microbiological Methods,2013,94(3):274-279.
[24]MOUSSAVI M,ADAMS M C.An in vitro study on bacterial growth interactions and intestinal epithelial cell adhesion characteristics of probiotic combinations[J].Current Microbiology,2010,60(5):327-335.
[25]郭彤,胥保華,馬玉龍,等.嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌體外粘附Caco-2細(xì)胞及其對(duì)病原菌粘附性能的影響[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào),2008,28(5):527-531.
[26]MATIJA?IC'B B,NARAT M,PETERNEL M Z,et al.Ability of Lactobacillus gasseri K7 to inhibit Escherichia coli adhesion in vitro on Caco-2 cells and ex vivo on pigs’jejunal tissue[J].International Journal of Food Microbiology,2006,107(1):92-96.
[27]魏銀萍.國(guó)內(nèi)5種市售微生態(tài)制劑益生菌株的粘附性能研究[D].碩士學(xué)位論文.重慶:西南大學(xué),2006:23-26.
[28]WANG J Q,YIN F G,ZHU C,et al.Evaluation of probiotic bacteria for their effects on the growth performance and intestinal microbiota of newly-weaned pigs fed fermented high-moisture maize[J].Livestock Science,2012,145(1):79-86.
[29]TOSI M F.Innate immune responses to infection[J].Journal of Allergy and Clinical Immunology,2005,116(2):241-249.
[30]STOYCHEVA M,MURDJEVA M.Dynamics of serum pro-inflammatory cytokines in patients with salmonella infection[J].Trakia Journal of Sciences,2005,3(3):56-60.
[31]HE B,XU W F,SANTINI P A,et al.Intestinal bacteria trigger T cell-independent immunoglobulin A2class switching by inducing epithelial-cell secretion of the cytokine APRIL[J].Immunity,2007,26(6):812-826.
[32]MACPHERSON A J,MCCOY K.APRIL in the intestine:a good destination for immunoglobulin A2[J].Immunity,2007,26(6):755-757.
[33]HOSOI T,HIROSE R,SAEGUSA S,et al.Cytokine responses of human intestinal epithelial-like Caco-2 cells to the nonpathogenic bacterium Bacillus subtilis(natto)[J].International Journal of Food Microbiology,2003,82(3):255-264.
[34]SARAIVA M,O’GARRA A.The regulation of IL-10 production by immune cells[J].Nature Reviews Immunology,2010,10(3):170-181.
動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)2014年1期