一株具有缓解Ⅱ型糖尿病功效的短乳杆菌及其应用

本发明涉及微生物领域，具体为一株具有缓解ⅱ型糖尿病功效的短乳杆菌及其应用。

背景技术：

益生菌能给宿主健康提供多种功能作用，比如抗氧化性、抗糖尿病、抗过敏、降低血脂、抗炎症、抗癌。短乳杆菌是一种有代表性的乳酸菌株。通常从发酵食品、植物和人体肠道种分离，其益生特性也已被报道。有报道短乳杆菌kb可减少流感的发病率。短乳杆菌cd有抗菌作用。

虽然市面上有很多商业化的益生菌株，但在过去几年中发现了具有特殊功效的新型益生菌，尤其是那些从传统发酵食品中分离得到的菌株。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一株具有缓解ⅱ型糖尿病功效的短乳杆菌及其应用。为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一株具有缓解ⅱ型糖尿病功效的短乳杆菌及其应用，菌株为短乳杆菌(lactobacillusbrevis)，于2020年7月10日保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，其简称为cgmcc，保藏登记号为cgmccno.20340。

一株具有缓解ⅱ型糖尿病功效的短乳杆菌及其应用：所述短乳杆菌为活菌或灭活菌或该菌的衍生物。

一株具有缓解ⅱ型糖尿病功效的短乳杆菌及其应用：所述应用为应用于食品领域，所述的食品可以是发酵果蔬、发酵乳、乳酪、含乳饮料、乳粉或其他含有该菌株或该菌株衍生物的食品中的任何一种。

一株具有缓解ⅱ型糖尿病功效的短乳杆菌及其应用：所述具有缓解ⅱ型糖尿病具体表现为：对高糖高脂饮食并链脲佐菌素诱导ⅱ型糖尿病大鼠模型具有潜在的调节血糖功效、对ⅱ型糖尿病大鼠模型的氧化应激损伤有较好的缓解作用、能够改善高脂高糖饮食大鼠胰腺和脂肪的微观结构，促进机体损伤修复。

一株具有缓解ⅱ型糖尿病功效的短乳杆菌及其应用：所述应用为：短乳杆菌以食品的形式组成组合物，发酵大宗果蔬产生酸甜可口、营养丰富、具有天然果蔬香气并具有良好保健功效的益生菌发酵产品，包括：泡菜、饮料、浓浆，产品中无需添加酸度调节剂、稳定剂、防腐剂、稳定剂、香精香料、色素等食品添加剂，所有风味由益生菌发酵果蔬原料产生。

本发明的有益效果：

(1)短乳杆菌cgmccno.20340具有优良的缓解ⅱ型糖尿病症状的能力，此短乳杆菌连续灌胃40天后胰腺损伤减小，空腹及随机血糖降低，该菌具有抵抗ⅱ型糖尿病的功效。

(2)短乳杆菌cgmccno.20340具有优良的抵抗氧化损伤的能力，此短乳杆菌cgmccno.20340连续灌胃40天后脂肪细胞肥大症状有所缓解，该菌具有抑制脂肪肝的功效。

附图说明

图1为短乳杆菌cgmccno.20340对ⅱ型糖尿病sd鼠体重的影响；

图2为短乳杆菌cgmccno.20340对ⅱ型糖尿病sd鼠空腹血糖的影响；

图3为短乳杆菌cgmccno.20340对高糖高脂饮食大鼠胰腺病理水平的影响；

图4为短乳杆菌cgmccno.20340对高糖高脂饮食大鼠肝脏病理水平的影响。

具体实施方式

实施例1：

通过结合附图及实验例、测试数据对本发明作进一步说明。

ⅱ型糖尿病模型sd鼠的制备：健康sd大鼠，雄性，180-200g，置于饲养环境下适应喂养5天后，除正常组(n)10只喂食普通维持饲料外，其他鼠开始喂食高糖高脂饲料，10天后腹腔注射链脲佐菌素(stz)35mg/kg体重，以空腹血糖＞7.0mmol/l为判定标准。

将造模成功的sd鼠分为4组：ⅱ型糖尿病模型组(m)、短乳杆菌cgmccno.20340低剂量组(10⁸cfu/ml)(el)、短乳杆菌cgmccno.20340高剂量组(10⁹cfu/ml)(eh)、阳性对照组(0.01g/ml二甲双胍)(p)，每组10只，同时设置正常组(n)10只。按照10ml/kg体重给予低剂量组和高剂量组灌胃相应剂量的短乳杆菌cgmccno.20340，阳性对照组相同剂量的二甲双胍溶液，ⅱ型糖尿病模型组和正常组灌胃相同剂量的生理盐水，自由饮水饮食，连续40天。

实验过程中，定期称量体重，记录饮食、饮水情况。每周尾静脉针刺采血测空腹血糖。灌胃结束后，禁食过夜，大鼠以2g/kg体重灌胃葡萄糖溶液后分别于0、0.5、1、2h测定血糖值，观察葡萄糖耐量(ogtt)。实验结束后，大鼠经麻醉后，腹静脉针刺采血，离心得血清，分离肝、胰腺等组织，测定血清及肝脏超氧化物歧化酶(sod)、过氧化氢酶(cat)、谷胱甘肽过氧化物酶(gsh-px)、丙二醛(mda)含量及总抗氧化能力(t-aoc)。将肝脏及胰腺组织称重并置于4％多聚甲醛固定液中固定，后经过石蜡包埋及苏木素-伊红(hematoxylin-eosinstaining，he)染色后进行组织病理学观察。

如图1所示：在实验第5天开始，对除n组以外的组别喂食高脂高糖饲料，可明显看出，其他组体重增长均高于n组。在实验第25-35天，腹腔注射stz造ⅱ型糖尿病模型，第35天，开始分组灌胃不同剂量短乳杆菌cgmccno.20340及二甲双胍。实验期间，n组体重稳步增长，其他组在实验第45天出现不同程度体重下降，有可能是由于ⅱ型糖尿病导致的消瘦。相比p组，m组体重下降最大，且后期恢复慢；eh、el组体重在实验45天后开始上升，介于m组及p组之间。表明短乳杆菌cgmccno.20340能缓解ⅱ型糖尿病导致的体重下降，可能对ⅱ型糖尿病有一定治疗效果。

表1：短乳杆菌cgmccno.20340对ⅱ型糖尿病鼠糖代谢水平的影响

注：h表示超过仪器检测上限值33.3mmol/l。

otgg是衡量机体血糖调节能力的一个重要指标，非患病机体对血糖调控能力强，会使血糖值保持在一个相对稳定的范围，而糖尿病患者由于胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗现象导致血糖调节能力差，进食后在短时间内血糖会急速上升，且不易下降，对机体产生损害。因此灌胃2g/kg体重葡萄糖后分别测定sd鼠空腹血糖、0.5h、1h、2h血糖值，观察sd鼠对葡萄糖的代谢能力尤为必要。由表1可知，m组sd鼠空腹血糖显著高于其他组，其中n组血糖最低，el组鼠血糖略高于正常值7mmol/l，eh组空腹血糖浓度正常，说明短乳杆菌cgmccno.20340可降低sd鼠空腹血糖值。由2h葡萄糖代谢可知，eh、el、p组都低于m组血糖值，但仍高于正常临界值16.7mmol/l，说明短乳杆菌cgmccno.20340对血糖调节有一定的有益作用，可作为降低血糖浓度的辅助治疗手段。

如图2所示，短乳杆菌cgmccno.20340对ⅱ型糖尿病鼠血糖的影响，在实验第35天时，造模成功并按组灌胃。与m相比，el、eh组空腹血糖均显著下降，在实验结束时，空腹血糖值基本能达到正常范围。

表2：短乳杆菌cgmccno.20340对ⅱ型糖尿病鼠血清氧化应激水平的影响

sod、gsh-px、cat是体内清除自由基、过氧化物的重要酶类，能保护细胞不受过氧化物的损害，在机体的抗氧化抗衰老中起到重要作用。由表2可以看出，短乳杆菌cgmccno.20340可提高血清中sod、gsh-px、cat含量，其中eh组cat含量为69.16u/ml，显著高于正常组23.39u/ml，且三种酶含量与菌浓度成正相关。机体中不饱和脂肪酸被氧化后会生成mda，因此mda水平是衡量机体脂质氧化水平的一个重要指标。与m组相比，eh、el组均能降低血清中mda含量，且降低效果好于二甲双胍的7.28nmol/ml。t-aoc反应了测定样本中抗氧化物质及抗氧化酶总体水平。表2中n组和m组总抗氧化能力差异不显著，p、el、eh组均略高于m组。综合可以看出，短乳杆菌cgmccno.20340可提高血清中sod、gsh-px、cat水平，并能降低机体中mda含量，可提高sd鼠的抗氧化能力。

同样由表3可以看出，短乳杆菌cgmccno.20340可提高sd鼠肝脏中sod、gsh-px、cat水平，且与剂量成正相关。可降低肝脏中mda水平，优于p组。t-aoc水平也均高于m组87.55μmol/ml。提示短乳杆菌cgmccno.20340可能提高机体的抗氧化及抗衰老能力。

表3：短乳杆菌cgmccno.20340对大鼠肝脏氧化应激水平的影响

脏器系数为器官或组织重量与体重的比值，当脏器发生病变而导致水肿、肥大、充血时，器官或组织质量会发生变化从而影响其脏器系数。是衡量器官/组织是否病变的一个重要指标。与m组相比，目标菌株可降低肝、肾脏器系数，且与菌浓度成剂量正相关。与p组相比，短乳杆菌cgmccno.20340对肝脏器系数影响更大，对肾脏器系数与p相当。综合可以看出，短乳杆菌cgmccno.20340对肝、肾脏器病变有抑制缓解作用。

表4：sd大鼠脏器系数对比

图3示意了短乳杆菌cgmccno.20340对高糖高脂饮食大鼠胰腺病理水平的影响，由图3可以看出，n组胰岛β细胞排列紧密，大小一致，核染色质清晰，胞浆界线清楚；m组胰岛β细胞受损最严重，细胞排列疏松且胞浆空泡化严重；与m组相比较，p组、eh组以及el组胰岛β细胞排列松散程度较轻，胞浆空泡化程度较轻。表明短乳杆菌cgmccno.20340对ⅱ型糖尿病大鼠胰岛β细胞具有不同程度的保护作用。

图4示意了为短乳杆菌cgmccno.20340对高糖高脂饮食大鼠肝脏病理水平的影响，由图4可以看出，n组大鼠肝细胞排列整齐均匀，细胞无空泡；m组肝细胞数量降低，排列松散，出现中至重度脂肪变性，细胞内或细胞间出现空泡，细胞核发生移位；与m组相比，el组肝细胞排列好转，p组、eh肝细胞的结构已恢复至基本正常，表明高剂量短乳杆菌cgmccno.20340可以改善肝细胞受损的情况。综上表明，短乳杆菌cgmccno.20340对肝脏有一定的保护效果。

综上所述，实验结果如附表1、2、3、4及附图1、2、3、4，结果显示，短乳杆菌cgmccno.20340连续灌胃5周对sd鼠的体重恢复效果明显；可以明显降低ⅱ型糖尿病大鼠血糖值，并能够提高血糖耐受性；摄入短乳杆菌cgmccno.20340还能显著提高血清及肝脏中sod，gsh-px和cat酶类的活性，并降低mda含量，同时提高肝脏中t-aoc水平，但对血清t-aoc影响不大；肝肾脏器系数表明，摄入短乳杆菌cgmccno.20340可以降低ⅱ型糖尿病鼠脏器肥大现象。综合观察，短乳杆菌cgmccno.20340具有潜在的抵抗氧化损伤的能力。此外，从sd鼠肝脏及胰腺病理学观察可知：短乳杆菌cgmccno.20340连续灌胃5周后，相较模型组，灌胃短乳杆菌sd大鼠胰腺损伤有所降低，肝脏肥大有所缓解，提示该菌具有抑制脂肪肝的功能。