万益蓝专利菌株GOLDGUT-L818研究新发现:缓解肠易激综合征和慢性疲劳综合征

2026年10月29日

万益蓝专利菌株GOLDGUT-L818研究新发现:缓解肠易激综合征和慢性疲劳综合征

万

《Microorganisms》 | IF=4.1(MDPI,微生物学) | 2024年5月 | 山东大学 + 万益蓝

万益蓝(WONDERLAB)专利菌株GOLDGUT-L818(鼠李糖乳杆菌 Lacticaseibacillus rhamnosus,中国微生物菌种保藏管理委员会,保藏编号为CGMCCNo.29348)在缓解肠易激综合征(IBS)和慢性疲劳综合征(CFS)两方面展现出双重益生菌潜力。该研究由山东大学刘双江团队完成,成果发表在微生物学期刊《Microorganisms》上。研究从健康志愿者粪便中分离了21株鼠李糖乳杆菌,通过全基因组测序和系统比较,筛选出WL11和GOLDGUT-L818(WL17)两株优势菌株,并在小鼠模型中证实GOLDGUT-L818(WL17)能有效缓解IBS的内脏高敏感性和焦虑样行为,同时改善CFS模型的运动耐力、记忆认知和炎症反应。

研究背景

慢性疲劳综合征(CFS,全球患病率3-20%)和肠易激综合征(IBS,全球患病率5-10%)是两种复杂的慢性疾病,超过58%的CFS患者同时符合IBS诊断标准。鼠李糖乳杆菌是最广泛使用的益生菌物种之一,但其功效具有高度的菌株特异性。本研究旨在发现新的鼠李糖乳杆菌菌株资源,并评估其同时缓解IBS和CFS症状的潜力。

核心发现

一、21株鼠李糖乳杆菌基因组多样性全面解析

  1. 开放型泛基因组——菌株间遗传多样性丰富:研究对21株新分离的鼠李糖乳杆菌进行了全基因组测序,基因组大小2.74-3.08 Mb,GC含量46.62-46.91%。泛基因组分析显示共5197个直系同源基因,其中核心基因1270个(占24.4%),附属基因3908个(占73.3%),泛基因组曲线持续上升,表明鼠李糖乳杆菌具有开放型泛基因组,菌株间存在显著的遗传多样性。
图片展示了万益蓝专利菌株GOLDGUT-L818的基因组多样性分析结果。图(a)为21株菌的系统发育树,标注了菌株编号、大小、rDNA、基因数量及GC%等信息,不同颜色代表不同菌株。图(b)是泛基因组共线性图,显示了21株菌的共线性情况。图(c)是泛基因组曲线,展示了菌株间基因数量变化趋势。图(d)是泛基因组网络图,呈现了菌株间基因共存关系。这些图表与上下文关于菌株基因组多样性的分析内容紧密相关。
  1. 碳水化合物利用基因型与表型高度一致: 21株菌基因组中共注释到28个糖苷水解酶(GHs)、13个糖基转移酶(GTs)、3个碳水化合物酯酶(CEs)、6个碳水化合物结合模块(CBMs)等碳水化合物活性酶基因。BIOLOG碳源利用实验显示,含GH13和GH32基因的菌株能利用D-果糖,基因型与表型高度一致。
图片展示了21株鼠李糖乳杆菌的基因组多样性分析结果。图(a)为21株菌的碳水化合物活性酶基因分布图,显示了各菌株所含的碳水化合物活性酶基因类型。图(b)是21株菌的碳水化合物活性酶基因相似性热图,以红色和蓝色表示相似性,红色为高相似性。图(c)是21株菌的碳水化合物活性酶基因型相似性热图,同样以红色和蓝色表示相似性,红色为高相似性。这些图与上下文内容紧密相关,直观呈现了菌株在碳水化合物活性酶基因方面的多样性。

二、GOLDGUT-L818(WL17)产酸和抑菌能力突出

  1. 产乙酸和乳酸能力最强 —— 9株筛选菌株的产酸实验显示,GOLDGUT-L818(WL17)产乙酸和乳酸的能力最强,分别达616 mg/L和1975 mg/L。乙酸作为外周组织能量底物,已有临床试验证实其对慢性应激和应激诱导的肠通透性有积极影响。
  2. 对多种致病菌有显著抑制作用 —— GOLDGUT-L818(WL17)对铜绿假单胞菌的最大抑菌圈直径达1.7 cm,对金黄色葡萄球菌形成1.2 cm抑菌圈。WL11对大肠杆菌的抑菌圈达1.6 cm。所有9株受试菌均能抑制至少一种指示病原菌的生长,体现了鼠李糖乳杆菌通过产酸、细菌素等机制拮抗病原菌的能力。
图片展示了万益蓝专利菌株GOLDGUT-L818(WL17)等鼠李糖乳杆菌的产酸和抑菌能力。图(a)为不同菌株产乳酸、醋酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸、丙酮酸的浓度(mg/mL)柱状图,WL17产酸能力突出。图(b)是菌株对S. aureus等5种病原菌的抑菌圈直径(mm)热图,WL17对S. aureus、C. albicans、B. subtilis、P. aeruginosa、E. coli的抑菌圈直径分别为1.8、1.6、1.6、1.6、1.6 mm。图(c)为菌株对S. aureus的抑菌圈照片,WL17等菌株抑菌圈明显。

三、GOLDGUT-L818(WL17)显著缓解IBS小鼠症状

  1. 恢复体重+降低内脏高敏感性——IBS核心症状改善:在水避让应激(WAS)诱导的IBS小鼠模型中,经GOLDGUT-L818(WL17)干预的小鼠体重恢复至接近正常对照组水平。结直肠扩张(CRD)测试显示,GOLDGUT-L818(WL17)显著降低了0.1 mL和0.15 mL气压下的腹部撤回反射(AWR)评分,表明内脏高敏感性得到缓解。同时,GOLDGUT-L818(WL17)组的粪便排出量也显著减少。
  2. 缓解焦虑行为+降低血清CRH——脑肠轴调节证据: 高架十字迷宫(EPM)实验中,GOLDGUT-L818(WL17)显著增加了小鼠在开臂中探索的时间和进入开臂的次数比例,表明焦虑样行为得到缓解。血清促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)水平检测显示,GOLDGUT-L818(WL17)阻止了IBS模型小鼠血清CRH的升高,提示其对下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴的调节作用。
图片展示了万益蓝菌株GOLDGUT-L818(WL17)在缓解IBS小鼠症状方面的实验数据。图(a)为实验流程图,分为适应期和细菌干预期。图(b)至(h)分别呈现了不同组别小鼠在适应期、细菌干预期及水避免压力下的各项指标数据,如体重增加率、粪便颗粒数、血清促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)水平、开放臂时间占比等,其中部分数据有显著性差异标识,如图(c)中WL1.17组与Model组差异显著。该图与上下文紧密相关,直观呈现了实验结果。

四、GOLDGUT-L818(WL17)显著改善CFS小鼠多维症状

  1. 运动耐力+记忆认知双重提升: 在睡眠剥夺诱导的CFS小鼠模型中,WL17干预组小鼠体重显著恢复。转棒实验显示所有鼠李糖乳杆菌干预组小鼠的运动耐力均显著恢复。Y迷宫实验中,WL17显著恢复了小鼠在新臂中的运动距离和停留时间,表明学习记忆功能得到改善。
  2. 抗炎+抗氧化——多项血清标志物改善 :WL17干预显著降低了CFS小鼠血清中促炎因子TNF-α和IL-6的水平,同时显著降低了丙二醛(MDA)水平,表明氧化应激反应得到缓解。这些结果提示WL17通过抑制炎症和氧化损伤发挥抗疲劳作用。
图片展示了万益蓝菌株GOLDGUT-L818(WL17)对CFS小鼠多维症状的改善情况。图(a)为实验流程图,图(b)是小鼠体质量变化曲线,图(c)是小鼠体质量变化柱状图,图(d)至(k)分别呈现了小鼠运动能力、学习记忆能力、焦虑抑郁行为、炎症因子、抗氧化能力等多方面的数据对比。这些数据表明WL17通过抗炎、抗氧化等机制,显著改善了CFS小鼠的多维症状。

研究意义

本研究首次从基因组层面全面解析了鼠李糖乳杆菌的多样性,并发现GOLDGUT-L818(WL17)具有同时缓解IBS和CFS症状的双重功能。这一"多功能性"使该菌株在益生菌产品应用中具有独特的竞争优势——一个菌株即可为宿主提供消化系统和神经系统两个维度的健康获益。研究结果提示,菌株产生的SCFAs(尤其是乙酸)可能通过穿越血脑屏障影响脑神经肽产生,从而介导其对记忆障碍和焦虑样行为的改善作用。本研究为开发同时针对肠道和神经系统健康的多效性益生菌产品提供了新的菌株资源和实验依据,目前该菌株已经应用于万益蓝旗下产品中。


参考文献

Zhang, L.; Ni, X.; Jiang, M.; Du, M.; Zhang, S.; Jiang, H.; Liu, C.; Liu, S. Lacticaseibacillus rhamnosus Strains for Alleviation of Irritable Bowel Disease and Chronic Fatigue Syndrome. Microorganisms2024, 12, 1081. DOI: 10.3390/microorganisms12061081