[发明专利]筛选具有抗氧化作用的细菌的方法

说明书

技术领域

本发明属于筛选具有抗氧化性质的食品级细菌的方法的领域。

背景技术

所有活体都在其细胞内保持还原环境。然而，由于线粒体的需氧代谢以及其他因素，产生了诸如过氧化物和氧自由基的活性氧源性物质。还原环境由诸如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的酶维持。如果正常的氧化还原状态遭到破坏，活性氧物质可破坏包括蛋白质、脂质且尤其是DNA在内的所有细胞组分。活性氧物质的产生和去除活性中间体毒性或修复由活性氧物质引起的损害的能力之间的这种失衡，称为氧化应激。在人体内，氧化应激是衰老以及与衰老有关的退行性疾病(例如癌症、关节炎、糖尿病、动脉粥样硬化、卢伽雷氏症、帕金森氏病、心脏衰竭、阿尔茨海默病和亨廷顿氏病)的重要因素。衰老的自由基理论认为，生物体衰老是由于细胞随时间累积了由活性氧物质引起的损害。

为了阻止氧化应激的有害作用，需要筛选具有抗氧化性质的膳食组分。特别地，食品级细菌，尤其是乳酸细菌是合适的抗氧化膳食组分，原因是它们的使用通过肠道定殖而有利地导致对抗氧化作用的长期作用。

US 6,884,415专利公开了通过使含具有超氧化物歧化酶(SOD)样活性和过氧化氢酶(CAT)活性的植物乳酸杆菌(Lactobacillus plantarum)的食品在含锰的天然物质存在下发酵而生产的抗氧化食品。然而，已知包括乳酸细菌在内的食品级细菌可以具有不依赖于过氧化氢酶或SOD活性的抗氧化性质。

国际申请WO 03/002131公开了发酵乳酸杆菌(Lactobacillus fermentum)菌株作为抗氧化益生菌。该菌株的抗氧化性质通过体外的酶促试验和通过测定谷胱甘肽还原/氧化电位而表征。

WO 00/20013国际申请公开了乳酸杆菌属(Lactobacillus)或丙酸杆菌属(Propionibacterium)菌株，其在哺乳动物的肠内产生数量提高的丙酸，用于制造降低诸如IL-6、活性氧物质和粘附分子的氧化应激因子的药物。

秀丽隐杆线虫(C.elegans)是自由生长的透明线虫(线虫类)，其生长在温和的土壤环境中。秀丽隐杆线虫以细菌，尤其是大肠杆菌(Escherichia coli)OP50菌株为食，其由于多种原因而已被广泛用作模型生物。秀丽隐杆线虫株廉价，易于培养，并可以冷冻，且在随后被解冻时仍保持存活而便于长期储存，其具有短且可再生的寿命。秀丽隐杆线虫具有作为足够简单的多细胞真核生物而进行非常细致的研究的优势。该类线虫在整个基因组中具有接近40%的人垂直同源基因，这使得其成为与人类状况相关的生物。

秀丽隐杆线虫已经用作评价氧化损伤和对衰老的影响的动物模型系统(Larsen,1993,PNAS 90:8905-8909)。该研究利用与其亲本株相比对氧化应激具有高度抗性的突变株展开。

此外，Ikeda等人(2007,AEM 73:6404-6409)已经研究了乳酸细菌对秀丽隐杆线虫寿命及其沙门氏菌属（Salmonella）抗性的影响。作者认为，秀丽隐杆线虫可能是用于筛选益生菌菌株(当摄入足量时对人的健康产生有益作用)或膳食性抗衰老物质的合适模型。然而，在该研究中并没有评价对氧化应激的抗性。还已知，秀丽隐杆线虫的寿命提高与胰岛素通路有关，且与人体内涉及胰岛素样生长因子和糖尿病的垂直同源基因有关(Glenn等人，2004,J Gerontol A Biol Sci Med Sci.59:1251-1260)。

发明内容

本发明的发明人发现，秀丽隐杆线虫动物模型系统是用于筛选食品级细菌对抗氧化应激损害作用的能力的合适模型。所述筛选试验可以在其中加入了细菌的含液体培养基的微滴定平板中进行，也可以在具有所饲喂的细菌菌苔的琼脂平板上进行。

特别地，可以利用秀丽隐杆线虫测试这些食品级细菌对氧化应激、尤其是氧化活性物质形式的氧化应激引起的损害的预防作用。发现对秀丽隐杆线虫施加氧化应激的合适方式是加入过氧化氢。本发明的筛选方法相对简单，然而所获得的结果与人类状况有关。最后，有利的是，所述方法可以筛选具有整体抗氧化应激作用的食品级细菌菌株，而不像现有技术那样受到抗氧化作用涉及的特定机制，例如特定酶的存在(例如CAT、SOD)或特定因子的释放的选择的限制。

具体实施方式

使用秀丽隐杆线虫的筛选方法

本发明的一个实施方式涉及筛选具有抗氧化性质的食品级细菌的方法，所述方法包括：