清酒乳杆菌通过调节吞噬溶酶体通路与IgA屏障保护鲫鱼抵抗嗜水气单胞菌肠炎

《Frontiers in Nutrition》：Latilactobacillus sakei strains protect crucian carp against Aeromonas hydrophila–induced intestinal injury in an oral challenge model

本研究通过口服攻毒模型揭示三种清酒乳杆菌（JO12/JO26/JO35）通过抑制TLR-MyD88通路、上调IL-10、调控肠道菌群与转录组，显著缓解嗜水气单胞菌诱导的鲫鱼肠道屏障损伤与炎症，其中JO35株在生长性能与免疫调节方面表现最优，为水产养殖抗生素替代提供新策略。

　　

1 引言

随着全球人口增长和对食品安全需求的提升，水产养殖已成为可持续蛋白质来源的重要支柱。根据联合国粮农组织数据，2022年全球水产品总量达1.79亿吨，养殖水产品占比首次超过55%。中国作为水产养殖大国，2022年总产量达6865.9万吨，其中江苏省作为主要产区，2023年产量达124.3万吨。水产品富含高蛋白、低脂肪、必需氨基酸和微量元素，尤其富含对心血管和神经发育有益的长链Omega-3脂肪酸（如DHA和EPA）。

然而，高密度养殖模式导致水体富营养化和病原菌滋生，其中嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila）是主要致病菌之一。为控制疾病，磺胺类、四环素类等抗生素被广泛使用，但滥用导致耐药菌出现及肠道菌群失调。益生菌作为抗生素替代品，在改善水产动物生长、免疫和抗病性方面展现出潜力。清酒乳杆菌（Latilactobacillus sakei）作为中国2014年批准的食用微生物，具有广谱抑菌能力和免疫调节功能，但其在淡水鲫鱼中的应用尚需系统评估。

2 材料与方法

2.1 菌株与培养

嗜水气单胞菌在LB培养基28°C培养；清酒乳杆菌JO12、JO26、JO35分离自鱼虾肠道，以LGG（Lacticaseibacillus rhamnosus GG）为阳性对照，于MRS培养基37°C培养。

2.2 抑菌实验

采用牛津杯法测定抑菌圈直径，三株清酒乳杆菌对嗜水气单胞菌的抑菌圈均大于15毫米，且显著优于LGG。

2.3 动物实验

120尾鲫鱼随机分为6组：PBS对照组、PBS+AH攻毒组、JO12/JO26/JO35+AH处理组及LGG+AH组。实验周期8周，每日口服饲喂含菌饲料（2×10⁹CFU/g），后连续7天灌胃嗜水气单胞菌（2×10⁸CFU/尾）。

2.4 指标检测

记录生长性能（增重率WGR、特定生长率SGR等）；取肠道组织进行H&E染色观察病理变化；检测血清和肠道中溶菌酶（LZM）、酸性磷酸酶（ACP）、碱性磷酸酶（AKP）活性；通过ELISA测定肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-10、髓样分化因子88（MyD88）等细胞因子；16S rRNA测序分析肠道菌群；转录组测序解析差异基因及KEGG通路。

3 结果

3.1 生长性能

与攻毒组相比，JO35组增重率（WGR）和特定生长率（SGR）最高，饲料系数（FCR）最低；JO12与JO26亦显著改善生长指标。

3.2 肠道组织学

攻毒组出现黏膜水肿和炎性细胞浸润；三株清酒乳杆菌均减轻肠道损伤，JO35效果最显著，而LGG组杯状细胞减少且炎症反应较重。

3.3 免疫指标

攻毒后肠道TNF-α、IL-1β和MyD88上升，IL-10下降。清酒乳杆菌处理组逆转该趋势，其中JO35显著提升血清LZM和ACP活性，并降低肠道AKP水平。

3.4 肠道菌群

嗜水气单胞菌感染导致变形菌门（Proteobacteria）升高、厚壁菌门（Firmicutes）降低。JO12和JO35组显著增加乳酸杆菌属（Latilactobacillus）丰度，并抑制气单胞菌属（Aeromonas）和不动杆菌属（Acinetobacter）。JO35组菌群多样性最接近健康对照组。

3.5 转录组分析

攻毒组溶酶体（ko04142）、吞噬体（ko04145）通路基因（如LAMP、Rab5、v-ATPase）上调，IgA生成通路（ko04672）相关基因表达紊乱。JO35组显著回调上述基因，并激活多聚免疫球蛋白受体（pIgR）表达，增强黏膜免疫。KEGG富集显示JO12调控PPAR信号与碳代谢，JO26影响TLR通路，JO35主导氨基酸代谢与过氧化物酶体通路。

4 讨论

本研究多维度证实清酒乳杆菌JO35通过协同调节肠道菌群、免疫通路和代谢网络，有效缓解嗜水气单胞菌引发的鲫鱼肠炎。其核心机制包括：竞争性抑制病原定植、下调TLR-MyD88通路抑制炎症风暴、提升溶菌酶活性强化先天免疫、修复溶酶体-吞噬体功能以清除胞内病原，并通过pIgR介导的IgA屏障增强黏膜防御。菌株特异性功能差异（如JO12的黏附优势、JO26的补体调理作用）为精准选育提供依据。未来需通过无菌鱼模型验证因果关联，并探索清酒乳杆菌与益生元协同应用的潜力。