李 晶

0 引言

乳酸菌作為典型的益生菌種，能夠阻礙致病菌在腸道中的定植，調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系平衡，提高宿主的免疫力，在食品、醫(yī)療、飼料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而，外來乳酸菌只有在宿主腸道內(nèi)定植達(dá)到一定數(shù)量級才能發(fā)揮益生作用。高黏附性的乳酸菌能夠黏附于腸黏液層及上皮細(xì)胞，不易隨著腸內(nèi)容物流動被清除，有利于自身菌群的長期定植。同時，黏附的乳酸菌能夠促進(jìn)黏液層中黏蛋白的分泌，增加黏液層厚度，穩(wěn)固黏液屏障功能。此外，乳酸菌能夠通過競爭、排斥等作用，與致病菌競爭黏附位點，維持腸道菌群平衡。因而，乳酸菌的黏附性是評價其作為益生菌的重要標(biāo)準(zhǔn)。對乳酸菌的黏附特性及作用進(jìn)行綜述，以期能夠為乳酸菌的深入認(rèn)識和科學(xué)應(yīng)用提供幫助。

1 乳酸菌的黏附性

1.1 調(diào)控黏蛋白mRNA的表達(dá)水平

外源乳酸菌要在腸道長期定植，首先需要通過空間位阻效應(yīng)或疏水作用力與腸黏蛋白進(jìn)行非特異性的結(jié)合。目前這種結(jié)合機制尚不完全清楚，但已發(fā)現(xiàn)乳酸菌能夠通過其表面高度重復(fù)的蛋白結(jié)構(gòu)域，黏液靶向黏附素調(diào)控黏蛋白的表達(dá)與分泌，增加黏液層厚度，穩(wěn)固黏膜屏障。但不同菌株對各腸段黏蛋白表達(dá)水平的調(diào)控存在差異。Smirnov A等人[1]認(rèn)為飼喂乳酸菌混合菌制劑能夠顯著提高肉仔雞空腸黏蛋白Mucin-2的mRNA表達(dá)水平，促進(jìn)黏蛋白的分泌，而對十二指腸和回腸作用不顯著。然而，在隨后在研究中發(fā)現(xiàn)，乳酸菌不僅對肉仔雞空腸黏蛋白表達(dá)具有調(diào)控作用，對回腸、結(jié)腸、盲腸的黏蛋白分泌同樣具有促進(jìn)作用。

1.2 占位效應(yīng)

黏附是腸道微生物作用于宿主的第一步。乳酸菌通過其表面的黏附素類物質(zhì)，包括脂磷壁酸、表層蛋白等與宿主腸道黏膜或黏液層發(fā)生黏附作用，有利于其在腸道內(nèi)長期定植。黏附的乳酸菌能夠與致病菌競爭黏附位點，激活腸黏膜免疫功能，降低腸道pH值，促進(jìn)腸道蠕動，抑制致病菌的黏附與增殖。周羅雄[2]采用體外黏附模型發(fā)現(xiàn)分離的6株雞源乳酸菌均能夠與沙門氏菌競爭黏附位點，抑制病原菌的繁殖。白潔等人[3]證實乳桿菌能夠通過黏附置換的方式抑制大腸桿菌K88和鼠傷寒沙門氏菌對細(xì)胞的黏附。

1.3 特異性

乳酸菌的黏附作用具有菌株特異性和宿主特異性。宿主特異性是指從某種動物腸道分離的菌種僅對同類宿主表現(xiàn)出較高的黏附效力，有些高黏附的菌種對異類宿主甚至不具黏附性。許女等人[4]在測定乳酸菌黏附特性的試驗中發(fā)現(xiàn)，4株乳酸菌中2株牛源乳酸菌較其他來源的菌株對黏蛋白的黏附力更強。Fang H等人[5]的研究證實，即使是同種乳酸菌，對不同來源的黏蛋白仍表現(xiàn)出不同的黏附性。菌株特異性是指同種屬的乳酸菌不同菌株的黏附效力各不相同。Argyri A A等人[6]從食品中分離得到13株植物乳桿菌，發(fā)現(xiàn)不同菌株對Coca-2細(xì)胞（人結(jié)腸癌細(xì)胞）黏附能力差異顯著。

2 黏附性體外評價方法

2.1 模型評價

模型評價法分細(xì)胞模型、黏蛋白模型2類。細(xì)胞模型通常采用易于體外培養(yǎng)的Caco-2，HT-29細(xì)胞評價乳酸菌對腸上皮細(xì)胞的黏附特性。Caco-2，HT-29細(xì)胞均是一種人結(jié)腸癌細(xì)胞，表現(xiàn)出成熟腸上皮細(xì)胞的特性，是目前研究腸道黏膜黏附應(yīng)用最廣泛的細(xì)胞模型。謝璐娜等人[7]通過Caco-2細(xì)胞黏附試驗，從番鴨腸道中篩選出6株高黏附性乳酸菌株作為潛在益生菌。Chen S等人[8]利用HT-29細(xì)胞模型從大麥酒中篩選出一株高黏附性的羅伊氏乳桿菌WHH1689，以期能夠在常溫貯存的酸奶中發(fā)揮良好益生效用。

近年來，越來越多的學(xué)者采用體外黏蛋白模型，評價菌株的益生特性。曾東等人[9]利用固定黏蛋白模型結(jié)合細(xì)菌同位素γ-32P-ATP標(biāo)記法，探討犬源腸球菌E01和E01，雞源德氏乳酸桿菌德氏亞種N11，豬源約氏乳桿菌JJB3和2株致病性大腸桿菌ATCC25922，CVCC2060對犬各腸段黏蛋白的黏附能力及乳酸菌對大腸桿菌的黏附抑制作用。Chatterjee M等人[10]在探究一株發(fā)酵乳桿菌上黏蛋白結(jié)合域?qū)δc道病原菌的抑制機理時同樣采用了體外黏蛋白模型。

2.2 黏附相關(guān)特性評價

研究表明，細(xì)菌表面疏水性與其黏附性成正相關(guān)，故菌株的黏附性能除了直接利用黏蛋白模型外，還可通過疏水性間接評價。趙靜等人[11]通過碳?xì)浠衔镎持y定海氏腸球菌3#、乳酸明串珠菌5#等表面疏水性，結(jié)果與黏蛋白黏附試驗一致。任大勇等人[12]在篩選高黏附性乳酸菌的試驗中，采用微生物黏著碳烴化合物法評價了唾液乳桿菌23174植物乳桿菌1.557，發(fā)酵乳桿菌6233、德式乳桿菌乳酸亞種1.2625，嗜酸乳桿菌1.1878的表面疏水性，最后篩選出一株唾液乳桿菌23174和植物乳桿菌1.557為高黏附性的乳酸菌株。然而，乳酸菌疏水性與其黏附特性成正相關(guān)的結(jié)論在一些研究中并未得到證實，這可能與菌株來源和宿主特異性有關(guān)。

3 結(jié)語

乳酸菌類益生菌制劑具有改善宿主腸道微生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收、抑制病原菌的生長與黏附、增強機體免疫力等多種功能。高黏附的乳酸菌能夠在動物腸道中停留相對較長的時間，有利于菌群在腸道內(nèi)長久定植，競爭致病菌黏附位點，鞏固腸黏液屏障，維持腸道健康。論述乳酸菌的黏附特性及其評價方法，以期能夠為益生乳酸菌的篩選及應(yīng)用提供理論依據(jù)。