一株可转化鞣花单宁调控线粒体自噬的植物乳杆菌及其应用

本发明涉及一株可转化鞣花单宁调控线粒体自噬的植物乳杆菌及其应用，属于生物。

背景技术：

1、鞣花酸(ellagic acid，ea)通过肠道微生物转化为尿石素类物质(urolithin，uro)，这些代谢物比它们的前体更容易被吸收。并且ea对健康的影响，被认为主要归因于其肠道菌群代谢产物uro。uro对人体具有有益的生物学作用，但不同个体的uro生产能力已被证明存在差异。因此，筛选生物转化uro的菌株以及探析uro的生物功能具有重要意义。

2、ea是一种天然多酚，在自然界中主要以缩合形式——鞣花单宁(ellagitannins，ets)存在。ets与健康效应具有一定的关联性，但其是大分子，且极性较强，故而难以被胃肠道直接吸收，在组织和血浆中的含量不足以达到其发挥生物活性的浓度，即生物利用度很低，从而导致其功能在生物体内无法得到有效发挥。并且一项健康人体药代动力学研究证明即使摄入更多的游离ea，也无法提高ea的生物利用度，只能够提升uro的产量(公开于journal of functional foods,2015,19(15):225-235.)。对无菌小鼠灌胃ea后，无法检测到uro，用人体粪便菌群孵育ea可以产生uro(公开于journal of agricultural and foodchemistry,2005,53(14):5571-5576.)。这些研究证明了uro是ets、ea的肠道菌群代谢产物之一。

3、ets在胃和小肠被水解并转化形成ea，然后未被胃肠道消化吸收的ea直接到达哺乳动物胃肠道的远端(结肠)经由定殖的肠道菌群代谢为更容易吸收的二苯并吡喃6-酮衍生物，即uro，并且在生理学以及适用人群方面都优于ea。

4、植物化学物质的生物活性通常依赖于肠道菌群，ets被肠道菌群代谢为uro。而大量的试验数据表明，uro是富含ets的物质在生物体内发挥功效的真正活性物质，在调节雌激素受体、抗氧化、抗炎、抑菌、抗癌、抗肥胖、抗衰老等方面有着重要的功效，受到食品、医疗、化妆品等行业的重点关注(公开于trends in food science&technology,2020,106(20):64-77.)。

5、多项研究表明，uro中的尿石素a(urolithin a，uro-a)可通过诱导功能失调线粒体自噬和调节线粒体的生物合成来抑制线虫的功能失调线粒体随年龄而积累，达到延长线虫寿命的作用，并且uro-a对其的抗衰老功能显著优于其它型uro(公开于naturemedicine,2016,22(8):879-888)。此外，uro抗氧化活性的相关研究开展较多，uro可通过抗氧化能力来达到其他有益功效，形成“uro-抗氧化-有益功效”途径。高分子量的ets是石榴汁发挥体外抗氧化能力的主要贡献者，这归功于更多的酚羟基官能团，即ets和ea的抗氧化能力与羟基化程度呈正相关。随着逐步脱羟基，相应产物的抗氧化能力逐渐减弱。发酵虽然降低了体外抗氧化能力，但是将大分子物质(ets)转化为了小分子物质(uro)，从而提高了生物利用度，进而有效提高了体内的抗氧化功效(公开于oxid med cell longev.2020；2020:5194508.)。

6、目前，人们对ea在肠道菌群作用下生成uro这一过程所涉及的细菌种类知之甚少。截至目前，人们已发现了两株具有uro-c生产能力的戈登氏菌属(gordonibacter genus)菌株：产尿石素戈登氏杆菌(g.urolithinfaciens dsm 27213t＝ccug 64261t)、帕梅拉戈登氏杆菌(g.pamelaeae dsm 19378t＝ccug 55131t)(记载于公开号为cn 110225978 a的中国发明专利申请文本中)；一株具有iso-uro-a生产能力的异乌拉氏杆菌属(ellagibactergenus)菌株：异乌拉氏杆菌(e.isourolithinifaciens dsm 104140t＝ccug 70284t)(记载于公开号为cn110325638a的中国发明专利文本中)；以及一株具有uro-a生产能力的双歧杆菌属菌株：假小链双歧杆菌(bifidobacterium pseudocatenulatum inia p815)(公开于journal of functional foods,2018,45(18):95-99)。虽然这些uro产生菌具有作为特殊益生菌并应用到功能性食品和保健品的潜力，但是由于其不属于可食用菌种目录从而限制了它们的应用发挥。

技术实现思路

1、本发明提供可转化ets产生uro-a(但不局限于uro-a)并处于可食用菌种目录中的益生菌，并提供该菌的后生元及合生元通过调控线粒体自噬进而干预秀丽隐杆线虫衰老中的应用，为uro及具有uro转化能力的菌株的进一步开发利用及工业化生产提供理论参考依据。

2、本发明对目标菌株及其后生元进行了深入的活性和机制方面的探究，最终发现了一株具有转化ets产生uro-a能力的植物乳杆菌ccfm1286，并且其发酵提取物可通过改善线粒体功能和降低活性氧水平来达到抗衰老的功效，本发明还提供了基于该菌开发的靶向抗衰老层面的合生元制剂。

3、本发明提供了一株植物乳杆菌(lactiplantibacillus plantarum)ccfm1286，所述植物乳杆菌保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为：gdmcc no：62800，保藏日期为2022年09月15日。

4、所述植物乳杆菌(lactiplantibacillus plantarum)ccfm1286菌株来源于健康人群的粪便，菌株经测序分析，16s rdna序列如seq id no.1所示，将得到的序列在ncbi中进行核酸序列比对，结果显示菌株为乳杆菌属植物乳杆菌(lactiplantibacillusplantarum)，命名为植物乳杆菌ccfm1286。属于乳杆菌属(lactiplantibacillus)的微生物，其产生尿石素类物质uro。

5、所述植物乳杆菌ccfm1286在bhi固体培养基上的圆形状凸起，色泽呈乳白色、表面光滑，直径约2～3mm。

6、本发明提供了一种微生物菌剂，所述微生物菌剂中，含有所述植物乳杆菌ccfm1286，或含有植物乳杆菌ccfm1286的发酵液，或含有植物乳杆菌ccfm1286的冻干粉，或含有植物乳杆菌ccfm1286灭活的菌体，或含有植物乳杆菌ccfm1286的裂解物，或含有植物乳杆菌ccfm1286提取物。

7、在本发明的一种实施方式中，所述微生物菌剂中，植物乳杆菌ccfm1286的含量不低于109cfu/ml或1010cfu/g。

8、本发明还提供了一种产品，所述产品中含有所述植物乳杆菌ccfm1286或上述微生物菌剂。

9、在本发明的一种实施方式中，所述产品为食品或保健品。

10、在本发明的一种实施方式中，所述食品为保健食品；或所述食品为使用含有上述植物乳杆菌ccfm1286的发酵剂生产得到的乳制品、豆制品或果蔬制品；或所述食品为含有上述植物乳杆菌ccfm1286的饮料或零食。

11、本发明还提供了一种延缓衰老的药品，所述药品中含有上述植物乳杆菌ccfm1286或上述微生物菌剂。

12、本发明还提供了上述植物乳杆菌ccfm1286，或上述微生物菌剂在制备延缓衰老的产品中的应用。

13、在本发明的一种实施方式中，所述产品为药品或保健品。

14、在本发明的一种实施方式中，所述产品中，植物乳杆菌ccfm1286的含量不低于109cfu/ml或1010cfu/g。

15、本发明还提供了一种制备尿石素a的方法，所述方法为，采用上述植物乳杆菌ccfm1286，以含有鞣花单宁或鞣花酸的物质为底物，进行反应，制备得到反应液，从反应液中提取得到尿石素a。

16、在本发明的一种实施方式中，所述含有鞣花单宁的物质包含：石榴、桑葚、覆盆子、草莓、核桃、开心果、胡桃。

17、在本发明的一种实施方式中，所述反应的条件为30～37℃，150～200rpm，时间为24-72h。

18、在本发明的一种实施方式中，其以ets或ea为原料产生所述的尿石素类物质uro。

19、在本发明的一种实施方式中，所述植物乳杆菌ccfm1286在有氧的条件下进行。

20、在本发明的一种实施方式中，所述植物乳杆菌ccfm1286于150-250rpm转速震荡培养。

21、在本发明的一种实施方式中，所述反应在30-37℃生化培养箱中进行。

22、在本发明的一种实施方式中，所述反应进行时间为36-60h。

23、在本发明的一种实施方式中，所述含有鞣花单宁的物质为果汁，所述果汁是石榴汁。

24、在本发明的一种实施方式中，所述石榴汁为市售nfc石榴汁、胰蛋白胨10g/l、酵母粉5g/l、磷酸氢二钾2g/l、柠檬酸二胺2g/l，并将ph调至7.0±0.2。

25、本发明还提供了用于预防或缓解疾病状态的植物提取物、其活性成分或一种或多种可从其分离获得的或生物合成的活性组分或代谢物，所述疾病状态始于或特征于线粒体功能障碍、衰老等退行性疾病等。

26、本发明提供了用于线粒体功能调控物的浆果提取物、其活性成分或一种或多种可从其中分离获得的组分或代谢物。

27、另一方面，本发明提供了用于预防或缓解疾病状态的浆果提取物、其活性成分或一种或多种可从其中分离获得的组分或代谢物，所述疾病状态始于或特征于线粒体功能随年龄增长而出现的衰退。

28、本发明还提供了一种增加或维持线粒体功能及数量的方法。所述方法包括下述步骤：喂食受试动物有效剂量的富含uro的植物乳杆菌ccfm1286发酵提取物，以调控线粒体自噬和生物发生，从而维持线粒体的功能及数量。

29、有益效果

30、本发明提供了一株可生产uro-a的菌株：植物乳杆菌ccfm1286，将该菌株的有以下优势(以下数值均为四个平行实验的值所取得平均值)：

31、(1)将本发明的菌株以2％的接种量接种至浆果汁中发酵48h，即可使膳食中的ets先脱糖苷，再脱一个内酯环，最后通过多次脱羟基转化为以uro-a为代表的各类uro，发酵液中的uro-a的含量为15.90±1.46μm，uro-a的转化率为6.00±0.42％，除uro-a以外的uro总产量为236.19±10.40μm。

32、(2)本发明提供的植物乳杆菌ccfm1286后生元及合生元制剂通过短期促进功能障碍的线粒体自噬以及长期促进线粒体的生物发生来延长秀丽隐杆线虫的寿命，分别延长了26.04％、16.65％。

33、(3)本发明提供的后生元制剂中，植物乳杆菌ccfm1286发酵虽然使得其体外抗氧化能力(dpph、abts自由基清除能力)略有下降，但是将大分子物质(ets)转化为了小分子物质(uro)，显著提高了生物利用度，进而有效提高了体内的抗氧化功效。表观现象表现为：后生元制剂提高了线虫抗氧化应激能力，25mm百草枯氧化应激条件下线虫的存活百分比增加了41.30％；分子现象表现为：后生元制剂使得线虫体内的超氧化物歧化酶(sod)酶活显著提高了95.25％，活性氧(ros)含量显著降低了46.25％。

34、生物材料保藏

35、一株植物乳杆菌(lactiplantibacillus plantarum)ccfm1286，分类学命名为lactiplantibacillus plantarum，已于2022年09月15日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为gdmcc no：62800，保藏地址为广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，广东省科学微生物研究所。