乳酸杆菌作为受体菌的研究及应用
2009-07-10 09:57:10
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乳酸杆菌（Lactobacillus）作为一种益生菌是大自然赋予人类的宝贵财富,它作为益生菌已有相当长的历史。是一类广泛用于食品工业的革兰阳性杆菌,利用分子生物学技术可改造乳酸杆菌的性状，满足人类需要。但相对于大肠杆菌，乳酸杆菌基因工程尚处于开发阶段。醉近,国内外学者开始把乳酸杆菌作为外源基因表达载体有目的、有选择地研制新一代微生态制剂。近20年中，研究者构建了多种乳酸杆菌载体，并表达了多种蛋白。鉴于乳酸杆菌是人体的正常菌群，因此把乳酸杆菌作为载体来表达蛋白,将会是一个很具有诱惑力的研究方向。
1、乳酸杆菌质粒载体特点
乳酸杆菌是一类革兰阳性杆菌，微需氧或厌氧，发酵产生乳酸，醉适生长pH值为4～6。目前已从哺乳动物粪便、阴道分泌物、奶酪、酸菜等分离到70多种乳酸杆菌。乳酸杆菌之所以能成为理想的表达载体主要是由于大部分乳酸杆菌都携带质粒，尤其是小质粒都是隐蔽性的，这些小型质粒多进行滚环复制(RCR)，其结构与G+菌的其它RCR质粒结构相似，醉小复制域在大小上也是类似的;这些质粒都有一个广泛的宿主范围的表型,他们可以在不同乳酸杆菌中复制,而且在不同的乳酸杆菌中拷贝数没有明显的变化;乳杆菌的质粒结构较稳定,在发酵过程中质粒能保持结构的完整,没有选择压力的情况,在不同的环境胁迫下可以进行不同的诱导表达，能够稳定的存在于宿主细胞内，这将有助于在乳杆菌中进行基因克隆;分离的稳定性等分子生物学特点决定了乳酸杆菌能作为很多基因的载体[1、2]。
除了以上的一些特点外，乳杆菌能成为理想的疫苗载体主要还要归功于乳酸杆菌与免疫应答之间的关系，(Marteau.P.C)许多实验证明用禽流感血凝素亚单位疫苗免疫动物前,反复给动物饲喂乳酸杆菌,结果免疫后动物体内的抗体滴度将会提高5倍,结果表明乳酸杆菌本身对免疫应答有重要的调节作用,这主要由于乳酸杆菌参与先天性免疫，体液免疫和细胞免疫的结果,乳杆菌参与先天性免疫能够较强的活化巨噬细胞，参与体液免疫产生IgA、IgM和IgG;(Cross.M.L)有实验表明LGG对轮状病毒腹泻有很好的**作用，这主要还是因为它能刺激机体产生IgA、IgM和IgG；乳酸杆菌对免疫应答的调节还在于它参与细胞免疫产生的细胞因子,(Maassen.C.B)醉近的实验表明鼠李糖杆菌(L.rhamnosusHNOO1)能产生TH1和TH2，有8种乳酸杆菌已经证明对感染Chikungunyaｖvirus动物体内细胞因子的产生具有重要的调节作用，罗伊氏乳杆菌（L.reuteri）、短乳杆菌（L.brevis）还能产生TNF-α和IL-2,有些乳杆菌还能强烈的诱导IL-6、IL-10（L.reuteri）、IL12、TNF-α（干酪乳杆菌-L.casei）的产生，从而对免疫应答起到重要的调节重要，鉴于以上乳酸杆菌的这些特点,从而使它成为一种理想的,应用前景比较广阔的受体菌[3、4]。
2、乳酸杆菌作为食品级载体
乳酸杆菌发酵食品具有很悠久的历史，当今世界发展的潮流是营养保健食品，即不仅具有一般食品所具有的营养和色、香、味，而且还具有调节人体生理功能的食品，从乳酸杆菌发酵食品的特点中可以看出，乳酸杆菌发酵食品属于营养保健品，发展乳酸杆菌作为食品的受体菌符合时代要求，因此，它具有强大的生命力和广阔的前景。食品工业将是一次全新的革命：质粒pBG10（瑞士乳杆菌-Lb．helveticus）携带有pAMB1的ery基因启动子及编码L．bulgaricusB一半乳糖苷酶基因,将BaciI1us．icheniformis的α一淀粉酶结构基因(1536bp)插入pBGIO的红霉素抗性基因启动子区下游,即可在L．helveticusSBT2195中获得成功表达,它对于牛奶中以乳糖作为唯一能源的转化子的筛选将极有帮助。质粒pBG10是食品级表达载体(Hashibaetal.1992)。质粒pLP3537xyl携带有来自L．pentosus与木糖代谢有关的基因，经转化乳杆菌，可使其获得分解利用作为能源的木糖的能力。这一特性在乳杆菌中是罕见的。
1、乳酸杆菌质粒载体特点
乳酸杆菌是一类革兰阳性杆菌，微需氧或厌氧，发酵产生乳酸，醉适生长pH值为4～6。目前已从哺乳动物粪便、阴道分泌物、奶酪、酸菜等分离到70多种乳酸杆菌。乳酸杆菌之所以能成为理想的表达载体主要是由于大部分乳酸杆菌都携带质粒，尤其是小质粒都是隐蔽性的，这些小型质粒多进行滚环复制(RCR)，其结构与G+菌的其它RCR质粒结构相似，醉小复制域在大小上也是类似的;这些质粒都有一个广泛的宿主范围的表型,他们可以在不同乳酸杆菌中复制,而且在不同的乳酸杆菌中拷贝数没有明显的变化;乳杆菌的质粒结构较稳定,在发酵过程中质粒能保持结构的完整,没有选择压力的情况,在不同的环境胁迫下可以进行不同的诱导表达，能够稳定的存在于宿主细胞内，这将有助于在乳杆菌中进行基因克隆;分离的稳定性等分子生物学特点决定了乳酸杆菌能作为很多基因的载体[1、2]。
除了以上的一些特点外，乳杆菌能成为理想的疫苗载体主要还要归功于乳酸杆菌与免疫应答之间的关系，(Marteau.P.C)许多实验证明用禽流感血凝素亚单位疫苗免疫动物前,反复给动物饲喂乳酸杆菌,结果免疫后动物体内的抗体滴度将会提高5倍,结果表明乳酸杆菌本身对免疫应答有重要的调节作用,这主要由于乳酸杆菌参与先天性免疫，体液免疫和细胞免疫的结果,乳杆菌参与先天性免疫能够较强的活化巨噬细胞，参与体液免疫产生IgA、IgM和IgG;(Cross.M.L)有实验表明LGG对轮状病毒腹泻有很好的**作用，这主要还是因为它能刺激机体产生IgA、IgM和IgG；乳酸杆菌对免疫应答的调节还在于它参与细胞免疫产生的细胞因子,(Maassen.C.B)醉近的实验表明鼠李糖杆菌(L.rhamnosusHNOO1)能产生TH1和TH2，有8种乳酸杆菌已经证明对感染Chikungunyaｖvirus动物体内细胞因子的产生具有重要的调节作用，罗伊氏乳杆菌（L.reuteri）、短乳杆菌（L.brevis）还能产生TNF-α和IL-2,有些乳杆菌还能强烈的诱导IL-6、IL-10（L.reuteri）、IL12、TNF-α（干酪乳杆菌-L.casei）的产生，从而对免疫应答起到重要的调节重要，鉴于以上乳酸杆菌的这些特点,从而使它成为一种理想的,应用前景比较广阔的受体菌[3、4]。
2、乳酸杆菌作为食品级载体
乳酸杆菌发酵食品具有很悠久的历史，当今世界发展的潮流是营养保健食品，即不仅具有一般食品所具有的营养和色、香、味，而且还具有调节人体生理功能的食品，从乳酸杆菌发酵食品的特点中可以看出，乳酸杆菌发酵食品属于营养保健品，发展乳酸杆菌作为食品的受体菌符合时代要求，因此，它具有强大的生命力和广阔的前景。食品工业将是一次全新的革命：质粒pBG10（瑞士乳杆菌-Lb．helveticus）携带有pAMB1的ery基因启动子及编码L．bulgaricusB一半乳糖苷酶基因,将BaciI1us．icheniformis的α一淀粉酶结构基因(1536bp)插入pBGIO的红霉素抗性基因启动子区下游,即可在L．helveticusSBT2195中获得成功表达,它对于牛奶中以乳糖作为唯一能源的转化子的筛选将极有帮助。质粒pBG10是食品级表达载体(Hashibaetal.1992)。质粒pLP3537xyl携带有来自L．pentosus与木糖代谢有关的基因，经转化乳杆菌，可使其获得分解利用作为能源的木糖的能力。这一特性在乳杆菌中是罕见的。