近年来，随着基因组学、宏基因组学、培养组学、转录组学、蛋白质组学及代谢组学等新兴技术的发展，极大推动了益生菌功能机制层面的研究，益生菌通过调控肠道菌群稳态实现其对宿主生理和疾病的干预，成为益生菌作用机制研究的新热点。此外，更多新兴技术也被应用于益生菌的包埋、干燥、递送、检测等，促进了益生菌的产业化应用。近年来，我国产出了大量以益生菌为主题的高水平研究成果，已涉及多学科的前沿和热点。因此，《食品科学》特设益生菌资源挖掘、功能评价及应用专栏，旨在报道益生菌的菌种资源挖掘、功能解析和产业化应用方面的最新研究成果，以促进学术交流，助力我国益生菌科技与产业创新发展。
特邀专栏主编：孙志宏研究员、张家超教授
专栏文章
摘要：抗生素能够有效治疗细菌感染，但是会使肠道菌群紊乱，从而引起腹泻、胀气和消化不良等副作用。益生菌和粪菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT）因具有恢复肠道菌群平衡并缓解各种病症的功能引起广泛关注。本实验以常见的抗生素头孢噻肟为代表，结合宏基因组学、病理学分析和气相色谱技术开展FMT和益生菌副干酪乳酪杆菌（
Lacticaseibacillus paracaseiHNU502）缓解抗生素副作用的机制研究。结果表明，FMT通过恢复紊乱的肠道菌群缓解抗生素副作用，而HNU502通过重建肠道菌群平衡发挥作用。FMT和益生菌补充不同程度地改善了肠道菌群组成，并能够防止杯状细胞缺失，增加黏蛋白2和紧密连接蛋白1含量，从而帮助肠道黏膜恢复。这两种手段也能改善短链脂肪酸代谢紊乱，抑制促炎细胞因子白细胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α和血清尿素氮分泌，有效减少毒力因子的富集。本研究有助于更好地理解人体健康与肠道菌群之间的联系，可为缓解抗生素副作用提供新的治疗方案，对于改善患者健康状况和生活质量具有现实意义。
结论：肠道健康与肠道微生物越来越成为人们关注的焦点，抗生素的广泛对全世界范围产生了影响，如何缓解其副作用是当下研究热点。本研究将益生菌和FMT对头孢噻肟副作用的缓解效果进行比较，从调节肠道微生态、修复肠道黏膜屏障、调节免疫反应等方面阐述了潜在作用机制。本研究聚焦于FMT和副干酪乳酪杆菌HNU502缓解头孢噻肟副作用的效果，从调节肠道微生态、修复肠道黏膜屏障、调节免疫反应等方面阐述了其潜在作用机制。FMT和HNU502能够优化肠道菌群结构与组成，降低VFs丰度，改善紊乱的代谢途径，维护肠道稳态；增加MUC-2和ZO-1的水平，减少杯状细胞丢失，巩固肠道黏膜屏障；降低IL-6、IL-1β、TNF-α和BUN的水平，减轻机体炎症反应。FMT成本高昂、时间线长久，且不易被人们接受，作为FMT的优化方案，益生菌HNU502治疗操作简单、成本低，且易于为人们接受。这为防治抗生素副作用提供了一种可能的治疗方案，也为临床上安全使用抗生素、FMT和益生菌提供了参考。未来，可以深入挖掘肠道微生物群中与缓解抗生素副作用相关的菌株，并进一步进行临床验证，从而明确微生物群与抗生素副作用之间的关系。
引文格式：
陈琳, 李敖, 黎嘉和, 等. 副干酪乳酪杆菌HNU502和粪菌移植缓解抗生素副作用的机制[J]. 食品科学, 2025, 46(3): 1-10. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240329-218.
CHEN Lin, LI Ao, LI Jiahe, et al. Mechanism of action of
Lacticaseibacillus paracaseiHNU502 and fecal microbiota transplantation in alleviating antibiotic side effects[J]. Food Science, 2025, 46(3): 1-10. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240329-218.
摘要：本研究以从健康家庭人体粪便样品中分离出的16 株瘤胃联合乳杆菌（
Ligilactobacillus ruminis）菌株为研究对象，在分析其基因组、系统发育特征的基础上，对菌株的体外益生特性进行比较分析。基因组分析表明，
L. ruminis菌株的平均基因组大小、基因数量和GC含量分别为1.4 Mb、1 374 个、43.55%，尤其菌株间特有基因数量差异显著，在3～886 个之间（菌株K646-58L的特有基因数量明显高于其他菌株）；系统进化分析结果显示，同一家族个体来源的菌株在进化树上并没有形成以家族为更相近的聚类；碳源利用实验表明
L. ruminis菌株能利用大豆低聚糖、棉子糖无水物和麦芽糊精，不能利用山梨醇和木糖醇，碳水化合物活性酶数据库注释到大量参与聚糖底物代谢的基因，如糖苷水解酶（glycoside hydrolase，GH）1和GH13基因家族；
L. ruminis菌株对氨基糖苷类抗生素耐药，对四环素类抗生素和氯霉素敏感，与抗性基因预测存在不匹配的情况；
L. ruminis菌株普遍具有高度的自凝聚能力（＞50%）和较好的疏水性（＞20%）。
L. ruminis菌株基因型特征结合表型特征的研究说明其具有优良的益生特性，尤其是菌株K227-6L和K645-5L，本研究结果可为潜在益生菌菌株的开发与应用奠定理论基础。
结论：本研究选择新疆喀什地区4 个家族的16 株宿主关联型的瘤胃联合乳杆菌进行分析。基于全基因组测序的结果表明，不同家族来源的菌株并未表现出明显的家族特异性，但不同菌株间具有明显的遗传多样性；菌株K224-6L、K246-39L、K645-5L和K663-1L的基因组较小，低于1.3 Mb；其中，菌株K227-6L拥有最低的GC含量，基因组稳定，当作为益生菌使用时对特定生态位具有更好的适应性；此外，菌株K645-5L在系统发育上与其他菌株有明显的区别。进一步对菌株碳水化合物利用能力、抗生素耐药能力、自凝聚性和疏水性进行探究，K227-6L和K645-5L显示出优良的益生性能，尤其是展现出较强的黏附上皮细胞的能力，从而提高了菌株在肠道中存活的几率，有助于肠道菌群的稳定。通过对
L. ruminis物种的基因组和表型特征分析，可为该物种的遗传学和益生功能的研究提供进一步的参考，也为继续开展体内实验和临床试验验证菌株的益生特性奠定基础，从而为开发个性化益生菌产品提供理论依据。
引文格式：
尹彤, 安美玲, 梁智璇, 等. 新疆喀什地区人体肠道共栖菌瘤胃联合乳杆菌菌株的遗传差异及益生特性比较分析[J]. 食品科学, 2025, 46(3): 11-19. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240624-170.
YIN Tong, AN Meiling, LIANG Zhixuan, et al. Comparative analysis of genetic differences and probiotic characteristics of human gut-dwelling Ligilactobacillus ruminis in Kashi, Xinjiang[J]. Food Science, 2025, 46(3): 11-19. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240624-170.
摘要：目的：基于干细胞因子（stem cell factor，SCF）/C-kit信号通路探讨鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12的润肠通便作用。方法：雄性ICR小鼠随机分为空白组、模型组以及鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12低剂量（1.5×106 CFU/只）、中剂量（1.5×107 CFU/只）和高剂量（1.5×108 CFU/只）组，各组小鼠分别连续灌胃相应的药物15 d后，灌胃盐酸洛哌丁胺混悬液（4 mg/kg）建立便秘模型，测定各组小鼠的体质量、首粒黑便排出时间、5 h内黑便排出数量及质量、小肠推进率、血清中胃肠调节肽和炎性细胞因子水平及小鼠结肠组织
SCF
C-kit转录水平，并观察结肠病理结构。结果：与模型组相比，中、高剂量的鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12均能缩短小鼠的首粒黑便排出时间（
P＜0.001），增加小鼠5 h内排黑便的粒数和质量（
P＜0.01、
P＜0.001），提高小肠内的墨汁推进率（
P＜0.001）；升高小鼠血清中胃动素、胃泌素、P物质和白细胞介素（interleukin，IL）10的质量浓度，降低内皮素1、生长抑素、血管活性肠肽和IL-6的质量浓度；增加结肠组织中
SCF
C-kitmRNA相对表达量（
P＜0.01、
P＜0.001）；修复受损结肠屏障。结论：鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12能够通过调节SCF/C-kit通路，进而影响胃肠调节肽和炎性细胞因子的释放，发挥其促进胃肠蠕动的功能，改善便秘症状。
结论：胃肠调节肽如MTL、Gas、SP、SS、VIP、ET-1等是评价胃肠道蠕动的重要指标。本研究结果表明，鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12能提高便秘小鼠MTL、Gas、SP的质量浓度，降低ET-1、SS、VIP的质量浓度，这与Yin Jianqiao和Wu Lei等的研究结果一致。MTL、Gas、SP为兴奋性肽类神经递质，可加快肠道蠕动并缩短肠内容物的转运时间；ET-1、SS、VIP为抑制性肽类神经递质，可松弛胃肠道，延长食物在胃肠道中的运输时间。由此推测，鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12可通过影响兴奋性和抑制性肽类神经递质之间的平衡促进排便。
炎性细胞因子水平可反映机体的炎症状态，血清炎性细胞因子（如TNF-α、IL-1、IL-6）水平与便秘有显著相关性。鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12可提高抗炎细胞因子IL-10的质量浓度，降低促炎细胞因子IL-6的质量浓度，缓解小鼠的便秘症状。同时，病理学结果显示，鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12可减少炎症细胞浸润，增多杯状细胞数量，恢复肠道屏障的完整性。有研究表明，鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12可提高正常小鼠和肠道菌群紊乱小鼠肠道屏障的完整性。由此可见，鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12可通过调节炎性细胞因子的水平，维持肠道屏障完整性，促进便秘小鼠的排便。
SCF/C-kit信号通路是胃肠道蠕动功能障碍引起多种疾病的病因，因此，调节SCF/C-kit信号通路对增强肠道屏障功能、调控胃肠平滑肌的蠕动有着关键作用。本研究结果显示，鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12可有效拮抗便秘小鼠的
SCF
C-kitmRNA水平下降，恢复胃肠道节律的正常调控从而改善便秘。以往研究还发现，SCF/C-kit信号通路与便秘小鼠的抑制性神经递质水平呈负相关，与兴奋性神经递质水平呈正相关。
综上所述，鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12具有润肠通便作用，表现为能够增加粪便含水量，促进肠蠕动，且具有一定的剂量依赖性，其作用机制可能是通过SCF/C-kit通路调节胃肠调节肽和炎性细胞因子的平衡，发挥改善便秘的作用。
引文格式：
项芳琴, 李玉星, 李柏良. 基于干细胞因子/C-kit信号通路探讨鼠李糖乳酪杆菌Glory LG12的润肠通便作用[J]. 食品科学, 2025, 46(3): 20-26. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240710-109.
XIANG Fangqin, LI Yuxing, LI Bailiang. Laxative effect of
Lacticaseibacillus rhamnosusGlory LG12: from the perspective of the stem cell factor/C-kit signaling pathway[J]. Food Science, 2025, 46(3): 20-26. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240710-109.
特邀主编简介
孙志宏 研究员
内蒙古农业大学食品科学与工程学院研究员，博士生导师，国家杰青、优青，长期致力于乳酸菌生物多样性、功能基因组以及肠道菌群方向的研究。在
Nature Microbiology
Nature Communications
Trends in Food Science & Technology等国际知名期刊发表SCI论文78 篇，
H-index 40；授权发明专利23 项；出版学术专著3 部；起草地方标准5 项。入选中国科学院“西部之光”青年学者、内蒙古自治区“草原英才”工程青年领军人才，获教育部技术发明一等奖、内蒙古自治区科技进步一等奖和内蒙古自治区自然科学二等奖等科技奖励。
张家超 教授
海南大学食品科学与工程学院执行院长，博士生导师，热带多糖资源利用教育部工程中心副主任，海南省食品营养与功能食品重点实验室副主任、食品学会青委会委员，中国食品科学技术学会益生菌分会理事。获国家优秀青年科学基金资助，入选海南省“南海名家”资助计划和海南自由贸易港高层次人才。主要从事热带益生菌资源开发利用相关研究。近年来承担国家重点研发计划子课题1 项、国家自然科学基金3 项和省部级项目9 项；以第一/通信作者发表SCI论文多篇，代表作包括
Cell Host & Microbe
Microbiome
ISME J
Engineering等国际高水平期刊70 余篇，授权国家发明专利9 项；荣获第十届海南省青年科技奖、海南省自然科学二等奖，海南省教学成果二等奖。
专栏网址：
《食品科学》2025年3期：
https://www.spkx.net.cn/CN/volumn/volumn_1904.shtml
实习编辑：林安琪；编辑：阎一鸣；责编：张睿梅。图片来源于文章原文及摄图网。
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