植物乳植杆菌P16缓解DSS诱导的溃疡性结肠炎

陈智仙; 程倩; 张彦

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2023110314

植物乳植杆菌P16缓解DSS诱导的溃疡性结肠炎

陈智仙^1,,
程倩²,
张彦^3, ,

1.
农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室，湖北宜昌 443000
2.
酵母功能湖北省重点实验室，湖北宜昌 443000
3.
宜昌市营养健康食品工程技术研究中心，湖北宜昌 443000

详细信息

作者简介:
陈智仙（1985−），女，硕士，高级工程师，研究方向：营养健康食品，E-mail：chenzxa@angelyeast.com

通讯作者:
张彦（1985−），男，博士，高级工程师，研究方向：营养健康产品研究与开发，E-mail：zhangyan@angelyeast.com。

中图分类号: TS201.3
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出版历程
- 收稿日期: 2023-11-29
- 网络出版日期: 2025-01-08
- 刊出日期: 2025-03-14

Effect of Lactiplantibacillus plantarum P16 on Relieving DSS-induced Ulcerative Colitis

1.
National Key Laboratory of Agricultural Microbiology, Yichang 443000, China
2.
The Hubei Provincial Key Laboratory of Yeast Function, Yichang 443000, China
3.
Yi Chang Engineering and Technology Research Center of Nutrition and Health Food, Yichang 443000, China

摘要

摘要: 目的：探究植物乳植杆菌P16对葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠溃疡性结肠炎缓解作用。方法：将BALB/c雄性小鼠随机分为 4组（n=10），分别为空白组、模型组、植物乳植杆菌组（P16组）、益生菌对照组（LGG组）。实验设计周期14 d，前7 d正常饮水，后7 d除空白组的其他3组自由饮用3.5% 葡聚糖硫酸钠（Dextran sulfate sodium salt，DSS）水溶液，诱导溃疡性结肠炎（Ulcerative colitis，UC）。同时，整个实验过程空白组和模型组灌胃生理盐水0.2 mL/d，P16组和LGG组分别灌胃5×10⁹ CFU/mL对应的益生菌悬液0.2 mL/d。评估疾病活动指数（Disease activity index，DAI），HE染色观察结肠组织病理切片，ELISA 检测血清中炎症因子（TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10）。此外，使用16S rRNA 系统测序技术检测分析小鼠肠道菌群的变化，研究植物乳植杆菌P16对小鼠结肠炎的影响。结果：与模型组相比，植物乳植杆菌P16极显著降低了结肠炎小鼠的DAI指数（P<0.0001），缓解了小鼠结肠长度萎缩，减轻了DSS对小鼠结肠组织的损伤；同时，植物乳植杆菌P16有效调节了小鼠细胞炎症因子TNF-α 、IL-6、IL-1β水平（P<0.01）；此外，植物乳植杆菌P16改善了肠道中微生物群落α多样性；并且，经植物乳植杆菌P16干预，调节了小鼠肠道菌群厚壁菌门和拟杆菌门比率，使得Akkermansia的相对丰度增加，Helicobacter、Colidextribacter的相对丰度减少，改善了肠道菌群平衡。结论：植物乳植杆菌P16具有潜在缓解小鼠溃疡性结肠炎的作用，能够有效调节溃疡性结肠炎小鼠的肠道菌群平衡。
- 植物乳植杆菌P16 /
- 结肠炎 /
- 肠道菌群 /
- 丰度
Abstract: Objective: To investigate the therapeutic effect of Lactiplantibacillus plantarum P16 on dextran sulfate sodium (DSS)-induced ulcerative colitis in mice. Methods: BALB/c male mice were randomly divided into 4 groups (n=10): control group, model group, L. plantarum P16 group, and LGG group. The experiment lasted for 14 d, with the first 7 d of normal water intake followed by 7 d of free access to 3.5% DSS solution for the model, P16, and LGG to induce ulcerative colitis (UC). Throughout the experiment, the control and model groups were orally gavaged with 0.2 mL/d of saline, while the P16 and LGG groups were orally gavaged with 0.2 mL/d of the corresponding probiotic suspension at a concentration of 5×10⁹ CFU/mL. Disease activity index (DAI) was evaluated, colon tissue pathology was observed by HE staining, and inflammatory factors (TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-10) in serum were measured by ELISA. Additionally, 16S rRNA sequencing was used to analyze changes in the intestinal microbiota of mice and study the effects of P16 on colitis. Results: Compared with the control group, L. plantarum P16 reduced the DAI index in colitis mice significantly (P<0.0001), alleviated colon length shrinkage, and reduced DSS-induced damage to colon tissues. L. plantarum P16 effectively regulated inflammatory factors TNF-α, IL-6, and IL-1β in mice (P<0.01). Furthermore, L. plantarum P16 improved the alpha diversity of the intestinal microbial community in mice. L. plantarum P16 intervention adjusted the ratio of Firmicutes and Bacteroidetes in the intestinal microbiota of mice, increased the relative abundance of Akkermansia, and decreased the relative abundance of Helicobacter and Colidextribacter, thus improving the balance of the gut microbiota. Conclusion: L. plantarum P16 has the potential to alleviate ulcerative colitis in mice and effectively regulate the intestinal microbiota balance in colitis mice.
- Lactiplantibacillus plantarum P16 /
- ulcerative colitis /
- intestinal microflora /
- abundance

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炎症性肠病（IBD）是一种发生于肠粘膜的慢性炎症性疾病，在临床上主要有两种表现，即克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC）^[1]。近年来，IBD的发病率逐渐上升，在众多国家变得越来越普遍，是一个全球广泛关注的健康问题^[2]。UC患者的临床症状主要包括腹泻、腹痛、便血及体重下降^[3]，此外，UC还会增加患大肠癌的风险^[4]。目前对于UC的发病机制尚未有明确的定论，一些研究表明，UC发病受遗传、环境、肠道屏障及免疫等多方面的影响^[5]。临床上常使用不同药物治疗，包括氨基水杨酸盐、糖皮质类固醇、免疫抑制剂、抗生素和生物制剂及手术来治疗UC^[6−7]，但这些方法通常都具有副作用且价格昂贵，因此，寻找一种新的经济、安全的治疗方法具有重要意义。

益生菌具有平衡肠道菌群、抑制病原菌定植、调节免疫的功能^[8]。植物乳植杆菌（曾用名植物乳杆菌）作为主要的益生菌之一，已被广泛应用于缓解结肠炎。诸多动物试验和临床试验均报道植物乳植杆菌可减轻UC患者的慢性黏膜炎症，缓解葡聚糖硫酸钠（dextran sulfate sodium，DSS）诱导的实验性结肠炎发生^[9]。Khan等^[2]同样报道了植物乳植杆菌IMAU10216、IMAU70095、IMAU10120能够降低促炎细胞因子水平，增加抗炎细胞因子水平。Ren等^[10]发现植物乳植杆菌JS19能够降低脂质过氧化、增强抗氧化酶活性来缓解炎症反应和氧化应激，并且显著改善了DSS诱导的小鼠肠道微生物群失调，增加了有益菌的丰度。Akihito 等^[11]发现植物乳植杆菌06CC2能够激活大肠内的免疫活性细胞，刺激结肠中CD11b阳性细胞和CD11c阳性细胞产生抗炎因子IL-10，缓解结肠炎。Sun等^[12]发现植物乳植杆菌（L. plantarum-12）能够上调黏蛋白2 （MUC2）表达来增强肠道屏障功能，并且通过增加乳酸菌等有益菌，减少变形杆菌等肠道致病菌来恢复肠道菌群，从而起到减缓小鼠结肠炎的效果。

DSS是一种高水溶性化合物，对结肠上皮细胞具有毒性，可破坏上皮屏障完整性，导致结肠上皮通透性增加，诱导结肠炎^[13]。研究发现, 在给予DSS溶液第3 d时, 肠黏膜通透性增高, 组织学表现为结肠黏膜基底隐窝破坏并伴有炎性细胞浸润^[14]。此外，DSS本身的抗凝特性也是导致结肠持续出血的因素之一^[15]。本研究探索了分离自四川泡菜的植物乳植杆菌P16对DSS诱导小鼠结肠炎的缓解作用及对肠道菌群的调节作用。基于前期的研究，了解到植物乳植杆菌P16具有较强的胃肠道通过能力，能抑制病原菌的生长，但是未开展体内缓解结肠炎，平衡肠道菌群的研究，本研究旨在验证P16对DSS诱导结肠炎的缓解效果和肠道菌群的改善作用，并提供理论依据，促进其应用。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

福尔马林组织固定液　武汉赛维尔生物科技有限公司；酶联免疫ELISA 试剂盒　武汉华联科生物技术有限公司；葡聚糖硫酸钠　美国MP公司；动物粪便隐血检测试纸　武汉金苹果生物科技有限公司；注射用生理盐水　武汉滨湖双鹤药业有限责任公司；植物乳植杆菌P16菌株　保存于中国典型培养物保藏中心；鼠李糖乳杆菌LGG　购买于广东微生物保藏中心；SPF级BALB/c雄性小鼠　购于斯贝福（北京）生物技术有限公司，并饲养于湖北省食品药品安全评价中心动物房。

CX-23 显微镜　奥林巴斯公司；UV-1700 紫外分光光度计　上海美析仪器有限公司；SPX-250B-2型恒温培养箱　上海福玛实验设备有限公司；pHS-3C pH计　上海仪电科股份有限公司；JY1002 电子天平　上海衡平仪器仪表厂； GC2030-QP2020 NX气相色谱质谱联用仪　日本岛津制作所；Agilent HP-FFAP毛细管　安捷伦科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 菌株培养

植物乳植杆菌P16和鼠李糖乳杆菌LGG分别在MRS平板上活化，挑单菌落至MRS液体培养基中，37 ℃培养15 h。活化两代后的菌株以2%的接种量接种至100 mL培养瓶中扩大培养，后用无菌生理盐水制备浓度为5×10⁹ CFU/mL的菌悬液，制成甘油管后转入−80 ℃冰箱保藏。每次使用前从−80 ℃冰箱中取出甘油管，离心去上清，无菌生理盐水清洗3遍后重悬备用。

1.2.2 动物实验设计

1.2.2.1 动物分组与结肠炎模型构建

实验动物：18~20 g SPF级BALB/c雄性小鼠。实验动物使用许可证：SCXK（京）2019-0010，实验动物伦理审查批准编号：安评中心动（福）第202210220号。在23±2 ℃和12/12 h的光/暗循环下，适应饲养7 d自由采食和饮水，然后随机分为4组，每组10只。分别为空白对照组（NC）、模型组（DSS）、植物乳植杆菌P16干预组，鼠李糖乳杆菌LGG干预组。LGG已在许多动物模型和临床试验中用于预防或治疗UC，本研究以LGG作为阳性对照，探索P16菌株在结肠炎模型中的效果。整个实验周期为14 d，NC组和DSS组每天灌胃0.2 mL生理盐水，P16组和LGG组每天分别灌胃 0.2 mL 5×10⁹ CFU/mL 益生菌悬液^[16]。NC组小鼠整个实验周期正常饮水。DSS组、P16组、LGG组小鼠在前7 d正常饮水，8~14 d时在饮水中加入3.5%的DSS，整个实验期间按分组每2 d给小鼠换新鲜的饮用水及DSS溶液。

实验结束后，小鼠禁食12 h，在第15 d对小鼠实施颈椎脱位安乐死，收集样品用于后续指标测定分析。

1.2.2.2 疾病活动指数（disease activity index, DAI）评价

实验期间，每天记录小鼠的体重及粪便情况，并参考Ahn^[17]等的方法计算DAI评分。具体评分标准见表1。

表 1 DAI评分标准

Table 1. DAI scoring standard

得分	体重下降率（%）	粪便稠度	便血情况
0	0	正常	阴性
1	1~5	软便	阴性
2	6~10	软便	隐血阳性
3	11~15	大便不成形	便血严重，隐血阳性
4	>15	水样稀便	肉眼可见便血

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1.2.2.3 脾脏指数测定

处死小鼠后，小心取下脾脏，称重并记录。参考Sun等^[12]的方法计算脾脏指数。

脾 脏 指 数 脾 脏 重 量 小 鼠 体 重

$\mathrm{脾脏}\mathrm{指}\mathrm{数}=\frac{\mathrm{脾脏}\mathrm{重}\mathrm{量}(\text{mg})}{\mathrm{小}\mathrm{鼠}\mathrm{体}\mathrm{重}(\mathrm{g})}\times 1000$

1.2.2.4 结肠组织形态观察

取出小鼠的结肠组织，用尺子测量其长度。再取0.5 cm结肠组织，置于无菌离心管中，用10%甲醛溶液固定过夜后进行H&E染色，使用光学显微镜观察染色后的结肠组织^[18]。

1.2.2.5 结肠炎症细胞因子测定

称量1 g结肠样本加入9 mL PBS中，研磨匀浆后3000 r/min，离心5 min，收集上清液使用ELISA试剂盒检测TNF-α、IL-6、IL-10和IL-1β的含量^[19]。

1.2.2.6 小鼠盲肠中短链脂肪酸（SCFAs）的测定

取粪便样品50±1 mg于2 mL离心管中，加入1 mL纯水，涡旋处理后，将样本在4 ℃，5000 r/min离心20 min；移取0.8 mL上清液于2 mL离心管中；加入0.1 mL 50% H₂SO₄，加入0.8 mL内标溶液（2-甲基戊酸，25 mg/L，甲基叔丁基醚），涡旋10 s, 振荡10 min，超声10 min；将样本在4 ℃，10000 r/min离心15 min；−20 ℃静置30 min；取出上清于进样瓶中，GC-MS检测^[20]。GC-MS条件如下：以氦气为载气，前入口吹扫流量为3 mL/min，柱内气体流速为1 mL/min，进样量为1 µL。初始温度在80 ℃下保持1 min，然后以10 ℃/min的速率升高到200 ℃，保持5 min，然后以40 ℃/min的速率升高到240 ℃下保持1 min。采用Scan/SIM模式获取质谱数据，m/z范围为33~150。采用外标法制备不同SCFAs的标准曲线，计算样品中SCFAs的浓度（μg/mL）。

1.2.2.7 小鼠盲肠中菌群分析

采用Qubit dsDNA HS检测试剂盒的方法，提取各组小鼠盲肠粪便中微生物基因组DNA，使用Qubit dsDNA HS检测试剂盒和Qubit 4.0荧光仪检测样本DNA浓度。对样本中所有细菌的V3~V4高变区在Illumina novaseq 6000测序平台上进行16S rDNA测序，使用百迈客云对生物信息学进行分析，确定肠道微生物群的特征。操作分类单元（OTU）由相似性大于97%的序列定义。通过α多样性分析来比较样本之间的丰富度和多样性。

1.3 数据处理

所有试验重复3次，以均值±标准偏差表示；采用GraphPad Prism V8软件处理数据并绘图；使用 SPSS 20.0 软件进行显著性分析，组间比较采用单因素方差分析和Duncan检验，成对组间比较采用 one-way ANOVE分析，P<0.05表示差异有统计学意义。

2. 结果与分析

2.1 小鼠疾病活动指数评价

造模期间小鼠的体重变化如图1所示。NC组实验结束时，小鼠体重较造模前增加2.89%；DSS组小鼠在造模的第4~7 d体重持续下降，给药6 d后，体重极显著低于NC组（P<0.0001），表明DSS影响了小鼠的体重变化；而P16、LGG的干预缓解了DSS导致的体重下降。在造模阶段，DSS组的DAI指数连续升高（图2），至实验结束时，DSS组的DAI指数极显著高于NC组（P<0.0001），DAI指数越高，小鼠的体重、大便性状和隐血越严重；而P16组相比DSS组的DAI指数下降了53.7%，LGG组的DAI指数下降了55.4%，P16组和LGG组下降指数相近。由此可知，DSS处理加重了小鼠的体重变化、大便隐血严重程度，而植物乳植杆菌P16、LGG干预均能缓解小鼠体重、大便性状的变化。

图 1 小鼠体重变化情况

注：*：P<0.05；**：P<0.01；***：P<0.001；****：P<0.0001，图2~图8同。

Figure 1. Body weight changes of the mice

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图 2 小鼠DAI评分

Figure 2. DAI score of the mice

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2.2 植物乳植杆菌P16对结肠炎小鼠脾脏指数的影响

脾脏是动物重要的免疫器官^[21]，当机体受到外源刺激时会激活和增殖脾脏T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞等免疫细胞，导致脾脏肿大^[22−23]。如图3所示，相比NC组，DSS组小鼠脾脏指数显著升高（P<0.01）；P16组、LGG组小鼠的脾脏指数相比DSS组显著降低（P<0.05），且降低指数相当。DSS的处理导致了脾脏肿大，灌胃植物乳植杆菌P16和鼠李糖乳杆菌LGG缓解了小鼠脾脏肿大，这表明补充P16、LGG可调节小鼠的免疫功能。此外，张桢等^[24]还发现植物乳植杆菌 L47+菊粉也有类似的效果。

图 3 小鼠脾胀指数变化

Figure 3. Changes in splenic loate index in mice

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2.3 结肠萎缩及结肠组织形态观察

结肠萎缩是患结肠炎小鼠一个比较明显的特征。与NC组相比，经DSS处理小鼠的结肠长度缩短（图4A），实验结束时，DSS组小鼠平均结肠长度仅为5.03 cm，而P16干预对结肠长度提升有积极的影响。同时，对小鼠结肠组织切片观察发现，NC组黏膜上皮细胞完整，腺体排列整齐，隐窝正常。DSS模型组表现出较重的炎症反应，黏膜层基本结构遭到破坏，大量杯状细胞缺失，黏膜全层固有结构消失；植物乳植杆菌P16、鼠李糖乳杆菌LGG干预后黏膜炎症细胞浸润程度降低，黏膜上皮细胞相对完整，腺体排列基本整齐，结肠组织切片显示结肠粘膜水肿降低、炎症浸润减轻，粘膜糜烂减少（图4B）。灌胃P16、LGG有效降低了DSS对小鼠结肠组织的损伤程度，减轻了结肠萎缩，缓解了DSS诱导的结肠炎小鼠结肠病变及相关炎症症状。这与已有的研究报道一致，植物乳植杆菌能够有效缓解DSS诱导的实验性结肠炎相关症状^[25−26]。

图 4 植物乳植杆菌P16对小鼠结肠长度及结肠组织结构的影响

注：a：NC组，b：DSS组，c：P16组，d：LGG组；A为结肠长度，B为各组小鼠结肠切片H&E染色（放大倍数150×）。

Figure 4. Effects of Lactiplantibacillus plantarum P16 on colon length and tissue structure in mice

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2.4 结肠炎症细胞因子变化

当机体肠道发生炎症时，会诱发机体释放多种促炎因子（TNF-α，IL-6，IL-1β等）^[27]。如图5所示，相比NC组，DSS组中TNF-α、IL-6及 IL-1β浓度极显著上升（P<0.01），表明 DSS 诱导后加重了小鼠体内的炎症反应。而经过P16、LGG干预后，小鼠细胞炎症因子TNF-α 、IL-6、IL-1β极显著下降（P<0.01），抗炎因子 IL-10含量则上升，P16与LGG干预效果相当。IL-10能调节慢性肠道炎症，同时有证据表明某些益生菌可以刺激结肠炎中IL-10的产生^[28−29]。植物乳植杆菌P16、鼠李糖乳杆菌LGG能调节肠道免疫细胞产生的促炎和抗炎因子，有潜力作为IBD中的一种有效的免疫调节剂，有助于维持肠道微生物群的稳态，可通过调节免疫炎症因子减轻DSS诱导的结肠炎症。

图 5 植物乳植杆菌P16调节小鼠结肠炎症细胞因子水平

Figure 5. Effects of Lactiplantibacillus plantarum P16 on cytokines in mice

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2.5 小鼠盲肠中短链脂肪酸的测定

肠道菌群代谢物——短链脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs）具有较为丰富的生物学作用，可参与机体的免疫调节，促进免疫细胞分化成熟；维持菌群平衡，抑制有害菌生长繁殖，促进有益菌生长；促进肠道消化吸收，加快胃肠道蠕动；调节机体糖脂代谢^[30−31]。如表2所示，和NC组相比，DSS组中乙酸、戊酸、丙酸含量显著（P<0.05）下降，而经植物乳植杆菌P16干预，五种短链脂肪酸含量均有提升，其中乙酸、戊酸、丙酸水平显著（P<0.05）升高，而LGG干预后，SCFAs含量有提升但不显著。SCFAs作为关键的肠道微生物代谢物，它不仅在维持肠道生理功能中起着关键作用，而且它对一系列肠道疾病也具有潜在的治疗意义，当补充丁酸盐产生菌时，CD病患者的粪便中丁酸盐含量升高，肠道屏障功能明显增强^[32]。

表 2 植物乳植杆菌P16干预对短链脂肪酸的影响

Table 2. Effects of Lactobacillus plantarum P16 intervention on short-chain fatty acids

组别	SCFAs（μg/mL）
组别	异丁酸	乙酸	戊酸	丁酸	丙酸
NC	2.09±0.16^a	116.18±13.98^c	2.15±0.15^ab	23.53±2.10^a	19.41±5.47^ab
DSS	1.29±0.60^a	43.80±12.54^a	0.98±0.33^a	7.05±1.15^a	9.93±2.88^a
P16	3.05±1.06^a	110.70±16.43^bc	3.52±1.03^b	19.23±4.59^a	23.46±6.78^b
LGG	1.57±0.86^a	76.17±27.60^ab	1.89±1.23^a	12.01±11.67^a	16.26±3.51^ab
注：同列数据不同小写字母表示组间存在显著差异，P<0.05。

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2.6 小鼠肠道菌群分析

对各组肠道菌群α多样性进行分析，相比NC组， DSS组的肠道微生物α多样性中ACE指数，Chao1 指数，Shannon指数均极显著降低（P<0.0001），与DSS组相比，P16组、LGG组的肠道微生物α多样性中的ACE指数，Chao1指数，Shannon指数均有升高（图6），且P16组ACE指数、Shannon指数具有显著性（P<0.05或P<0.001）。说明DSS造成了小鼠肠道菌群群落丰富度和多样性的下降，植物乳植杆菌P16的干预可提高肠道微生物菌群α多样性。

图 6 小鼠肠道菌群α多样性分析

Figure 6. Analysis of α diversity of intestinal flora in mice

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图7显示的是不同组别门水平的物种分布，经OTU聚类分析发现，小鼠肠道中优势菌群是厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）、Campylobacterota、脱硫杆菌门（Desuifobacterota）、变形菌门（Proteobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobiota）。肠道微生物群在门水平上的差异表明，各组间的微生物群结构相似，但各组分的丰度不同^[33]。和DSS组相比，经过P16、LGG干预后，P16组和LGG组的厚壁菌门提升、拟杆菌门降低，厚壁菌门与拟杆菌门的比值升高，而这个比值可能与小鼠肠道炎症的缓解相关^[34]。此外，灌胃植物乳植杆菌P16后疣微菌门占比显著提升（P<0.05），疣微菌门的丰度与肠道健康密切相关，对人体肠道的葡萄糖稳态有益，具有抗炎特性，有助肠道健康^[35]。

图 7 不同组别门水平的物种分布比较

Figure 7. Comparison of species distributions across group phylum levels

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属水平上（图8），和NC组相比，DSS组中Lachnospiraceae_NK4A136，unclassified-Lachnospiraceae，Akkermansia，Candiateus_Ssccharimonss，unclassified-Ruminococcaceae丰度下降或极显著下降（P<0.01），而Bacteroides，Helicobacter，Mucispirillum，Colidextribacter丰度极显著上升（P<0.0001）或上升；经P16、LGG干预后Lachnospiraceae_NK4A136，unclassified-Lachnospiraceae，Akkermansia，Candiateus_Ssccharimonss，unclassified-Ruminococcaceae丰度增加，病原菌Bacteroides，Helicobacter，Mucispirillum，Colidextribacter丰度减少。Lachnospiraceae_NK4A136被认为是一种益生菌，在增殖过程中可产生短链脂肪酸，据报道其丰度水平与肠道炎症呈负相关。unclassified-Lachnospiraceae是厚壁菌门毛螺菌科，为一种潜在的有益菌，参与多种碳水化合物的代谢，发酵后产生乙酸和丁酸；而unclassified-Ruminococcaceae（瘤胃球菌）能产短链脂肪酸，甲酸和乙酸；Akkermansia（阿克曼氏菌）是下一代益生菌，与人体多种疾病关联，具有强大的抗炎作用^[36]。

图 8 小鼠肠道菌群属水平变化

Figure 8. Genus level changes of intestinal flora in mice

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使用LEfSe（Linear discriminant analysis Effect Size，线性判别分析）对各组菌群差异物种分析（图9），NC组中主要差异菌为o_Lachnospiralaes，f_Lachnospiraceae（毛螺菌科），f_Muribaculaceae；DSS组中主要差异菌为f_Bacteroidaceae（拟杆菌科），f_Helicobacteraceae（螺杆菌科），p_Campylobacteria（弯曲菌门）；P16组中主要差异菌为p_Verrucomicrobiota（疣微菌门），o_Verrucomicrobiales（疣微菌目），f_Akkermansiaceae（阿克曼氏菌科），g_Akkermansia（阿克曼氏菌属），s_unclassified_Akkermansia（阿克曼氏菌种），g_unclassified-Lachnospiraceae（毛螺菌属），f_Ruminococcaceae（瘤胃球菌科），LGG组中主要差异菌为g _Desulfovibrio（脱硫弧菌属）。

图 9 小鼠肠道菌群结构差异分析

Figure 9. Analysis of the structural differences in the mouse gut microbiota

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综上可知，DSS诱导降低了正常小鼠肠道菌群的多样性导致了肠道菌群的紊乱，而经过植物乳植杆菌P16、鼠李糖乳杆菌LGG干预后均能有效调节肠道菌群的结构，促进有益菌的富集，抑制病原菌的生长，使肠道菌群更趋近于健康稳态体系。

3. 结论

本研究以DSS诱导的小鼠结肠炎为模型，以鼠李糖乳杆菌LGG作为阳性对照，通过灌胃植物乳植杆菌P16，分析P16对小鼠结肠炎和肠道菌群的影响，研究植物乳植杆菌在小鼠模型中的应用。以DSS诱导的结肠炎小鼠经植物乳植杆菌P16干预后，小鼠的表观体征得到有效调节，小鼠体重下降缓解、DAI上升，结肠缩短；和DSS组相比较，植物乳植杆菌P16有效促进了抗炎因子（IL-10）的表达，显著降低了促炎因子（TNF-α 、IL-6、IL-1β）的水平，提升了短链脂肪酸的含量，改善了DSS诱导的结肠炎症状。植物乳植杆菌P16干预增加了肠道微生物丰富度和多样性，对DSS诱导的小鼠肠道菌群失调具有显著的调节作用。本研究为植物乳植杆菌P16在临床上的应用提供了基础数据，但是，对炎症调节的具体机制尚不清楚，在缓解结肠炎进展的机制方面还需进一步研究。

图 1 小鼠体重变化情况

注：*：P<0.05；**：P<0.01；***：P<0.001；****：P<0.0001，图2~图8同。

Figure 1. Body weight changes of the mice

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图 2 小鼠DAI评分

Figure 2. DAI score of the mice

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图 3 小鼠脾胀指数变化

Figure 3. Changes in splenic loate index in mice

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图 4 植物乳植杆菌P16对小鼠结肠长度及结肠组织结构的影响

注：a：NC组，b：DSS组，c：P16组，d：LGG组；A为结肠长度，B为各组小鼠结肠切片H&E染色（放大倍数150×）。

Figure 4. Effects of Lactiplantibacillus plantarum P16 on colon length and tissue structure in mice

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图 5 植物乳植杆菌P16调节小鼠结肠炎症细胞因子水平

Figure 5. Effects of Lactiplantibacillus plantarum P16 on cytokines in mice

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图 6 小鼠肠道菌群α多样性分析

Figure 6. Analysis of α diversity of intestinal flora in mice

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图 7 不同组别门水平的物种分布比较

Figure 7. Comparison of species distributions across group phylum levels

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图 8 小鼠肠道菌群属水平变化

Figure 8. Genus level changes of intestinal flora in mice

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图 9 小鼠肠道菌群结构差异分析

Figure 9. Analysis of the structural differences in the mouse gut microbiota

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表 1 DAI评分标准

Table 1 DAI scoring standard

得分	体重下降率（%）	粪便稠度	便血情况
0	0	正常	阴性
1	1~5	软便	阴性
2	6~10	软便	隐血阳性
3	11~15	大便不成形	便血严重，隐血阳性
4	>15	水样稀便	肉眼可见便血

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表 2 植物乳植杆菌P16干预对短链脂肪酸的影响

Table 2 Effects of Lactobacillus plantarum P16 intervention on short-chain fatty acids

组别	SCFAs（μg/mL）
组别	异丁酸	乙酸	戊酸	丁酸	丙酸
NC	2.09±0.16^a	116.18±13.98^c	2.15±0.15^ab	23.53±2.10^a	19.41±5.47^ab
DSS	1.29±0.60^a	43.80±12.54^a	0.98±0.33^a	7.05±1.15^a	9.93±2.88^a
P16	3.05±1.06^a	110.70±16.43^bc	3.52±1.03^b	19.23±4.59^a	23.46±6.78^b
LGG	1.57±0.86^a	76.17±27.60^ab	1.89±1.23^a	12.01±11.67^a	16.26±3.51^ab
注：同列数据不同小写字母表示组间存在显著差异，P<0.05。

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1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 菌株培养
1.2.2 动物实验设计
1.2.2.1 动物分组与结肠炎模型构建
1.2.2.2 疾病活动指数（disease activity index, DAI）评价
1.2.2.3 脾脏指数测定
1.2.2.4 结肠组织形态观察
1.2.2.5 结肠炎症细胞因子测定
1.2.2.6 小鼠盲肠中短链脂肪酸（SCFAs）的测定
1.2.2.7 小鼠盲肠中菌群分析
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 小鼠疾病活动指数评价
2.2 植物乳植杆菌P16对结肠炎小鼠脾脏指数的影响
2.3 结肠萎缩及结肠组织形态观察
2.4 结肠炎症细胞因子变化
2.5 小鼠盲肠中短链脂肪酸的测定
2.6 小鼠肠道菌群分析
3. 结论

1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 菌株培养
1.2.2 动物实验设计
1.2.2.1 动物分组与结肠炎模型构建
1.2.2.2 疾病活动指数（disease activity index, DAI）评价
1.2.2.3 脾脏指数测定
1.2.2.4 结肠组织形态观察
1.2.2.5 结肠炎症细胞因子测定
1.2.2.6 小鼠盲肠中短链脂肪酸（SCFAs）的测定
1.2.2.7 小鼠盲肠中菌群分析
1.3 数据处理
2. 结果与分析
2.1 小鼠疾病活动指数评价
2.2 植物乳植杆菌P16对结肠炎小鼠脾脏指数的影响
2.3 结肠萎缩及结肠组织形态观察
2.4 结肠炎症细胞因子变化
2.5 小鼠盲肠中短链脂肪酸的测定
2.6 小鼠肠道菌群分析
3. 结论

参考文献(36)

施引文献

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植物乳植杆菌P16缓解DSS诱导的溃疡性结肠炎

作者简介: 陈智仙（1985−），女，硕士，高级工程师，研究方向：营养健康食品，E-mail：chenzxa@angelyeast.com

通讯作者: 张彦（1985−），男，博士，高级工程师，研究方向：营养健康产品研究与开发，E-mail：zhangyan@angelyeast.com。

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