浆水酸奶降低人体重金属积累临床实验结果发表

菌心说 2024-08-01

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近日，兰州大学环境微生物课题组在Nature集团旗下期刊NPJ Biofilms and Microbiomes上发表了题目为“Human supplementation with Pediococcus acidilactici GR-1 decreases heavy metals levels through modifying the gut microbiota and metabolome”的文章。第一作者是冯朋雅博士和杨金凤硕士，通讯作者是李祥锴教授。本文从浆水中提取益生菌并制成浆水酸奶。食用后，可以显著降低人体重金属积累。本文也是浆水酸奶首个人体实验成果正式发。

重金属污染是一个全球性的环境问题，而且重金属可以通过粮食进入人体，对人类健康构成相当大的风险，全球有超过2000万公顷的耕地受到重金属的污染。体内过量的重金属会诱发氧化应激，从长远来看会导致各种组织损伤并增加患癌症和其他疾病的风险，目前仍然缺乏有效的预防与治疗方法。课题组提出了一种全新的治疗方法-肠道修复，即通过益生菌与肠道菌群相互作用减少重金属在人体内积累。课题组前期从浆水中筛选了一株益生菌Pediococcus acidilactici GR-1，在小鼠实验中，GR-1可以显著降低重金属积累。在前期研究的基础上，课题组用GR-1益生菌研发浆水酸奶，产品完全达到了国家相关标准。在人体实验中，共有182名志愿者参加。实验组血液中铜和镍的平均水平分别为1260±213.7和4.960±3.323μg/L，重金属积累导致抗氧化酶活性显着降低，氧化应激反应显着增强。试验结束后，实验组血液中的铜和镍水平降低了34.45%（从1246±207.7到817.0±145.1μg/L）和38.34%（从4.855±3.392到2.994±1.942μg/L）。一些与氧化应激和血清炎症相关的指标明显改善，这些因子包括CAT活性、抗炎性IL-10和IL-4水平以及促炎性IL-6和IL-1β。在为期12周的试验中，浆水酸奶与传统酸奶相比，显著降低了人体血液重金属水平并改善了多项血清生化指标，而粪便中的铜和镍水平均显著高于对照组。结果表明，在益生菌的作用下，重金属不在人体内积累，而是通过粪便排出体外。同时，数据还表明了通过食用酸奶，可以让GR-1在肠道中持续性定殖发挥作用。

为了阐述浆水酸奶降低重金属积累的机理，课题组又研究了16SrRNA基因测序，宏基因组测序与代谢组研究。结果表明浆水酸奶的摄入对肠道菌群的α多样性指数没有显着影响，但提高了菌群的健康程度。食用浆水酸奶的实验组的肠道菌群中参与重金属修复，氧化应激，ABC转运等功能基因显著上调。为了证实人体实验的结论，课题组又在小鼠模型中重复了相关实验，结果表明浆水益生菌同样可以降低重金属在小鼠体内积累，对小鼠肝脏有良好的保护作用。如果没有肠道菌群，益生菌并不能降低重金属积累，本结果表明益生菌是与肠道菌群协同作用来降低宿主内的重金属积累。本论文通过益生菌与肠道菌群的相互作用来降低人体金属残留，为解决重金属污染提供了一个新方法。审稿专家点评，这是一种全新的对抗重金属的方法，简单有效，大有前景。

图一：在12周的试验中，浆水酸奶相比传统酸奶，显著降低了重金属水平并改善了血清生化指标。

图二：浆水酸奶在干预12周后显著提高了肠道菌群的健康程度。

图三：小鼠实验验证了人体实验的结果，浆水益生菌可以显著降低小鼠重金属积累，对肝脏有明显的保护作用。

文章链接：https://www./articles/s41522-022-00326-8.epdf?sharing_token=NirjV8WqQ6FrhbnDVsFBzNRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0M7eI7YpmOT1G5Ddr884XQUslImUNbGQ8My0QXwqPVatM7zRuj5FC-HosrqsRKV_7-sN3qeQ630n7t7P_wrwuETt4NTwtZ44_WVt9oWSpifwzxX62oSX9vsyjL0Z2R9V94%3D

作者简介

冯朋雅，2018级微生物学博士，主要研究方向为肠道微生物，目前以第一作者发表SCI论文3篇，以共同第一作者发表2篇，参与专著中一个章节，以第二作者发表SCI6篇

杨金凤，2019级发育生物学专业硕士，主要研究方向为肠道微生物，目前参与发表SCI论文3篇。

赵帅2018级微生物专业博士，主要从事基于电化学的能源回收和废水处理。曾获博士研究生国家奖学金，兰州大学优秀研究生荣誉称号等。目前以第一作者（含共同第一作者）发表论文8篇

李祥锴教授兰州大学萃英三级特聘教授，中国微生物学会环境微生物专业委员会委员。担任Science of the Total Environment等期刊编委。美国杜克大学、印度舒里尼大学、泰国那黎宣大学客座教授。中巴生物质能源国家联合实验室副主任、甘肃省非常规水资源重点实验室副主任。科技部、基金委函评、会评专家。近5年获得国际、纵向、横向科研经费1000余万元,发表SCI论文80余篇，英文书籍1部；获批国家发明专利5项，国际专利1项。