[发明专利]用于适应的方法

说明书

本发明总体涉及细菌的生长。更具体地，本发明涉及厌氧微生物的氧化环境适应的方法及其在开发新的益生菌中的用途。具体而言，本发明提供了用于使厌氧微生物适应和选择更耐氧的厌氧微生物的方法，所述方法包括用经由施加电压和氧扩散的氧化应激的逐步双重诱导和为了调节氧化还原状态的抗氧化剂/氧化的配对物浓度比的逐步改变来培养所述微生物的步骤。还提供了新的菌株。

发明领域

本发明总体涉及细菌的生长。更具体地，本发明涉及厌氧微生物的氧化环境适应的方法及其在开发新的益生菌中的用途。还提供了通过本发明的方法获得的新(经适应的)菌株。

发明背景

成人肠道微生物群由最多达100万亿个微生物(等于我们体细胞和生殖细胞总数的十倍)组成。我们的肠道微生物(微生物组)的宏基因组(collective genomes)可以含有是我们自己的基因组的150倍以上的基因，并且为我们赋予不需要凭我们自身进化得到的生理能力。然而，这些群落在很大程度上仍未被研究，几乎完全不知道它们对人类发育、生理、免疫、营养和健康的影响。微生物群落具有巨大的影响宿主生物学的能力，并且除了是维生素和激素产生等的来源之外，对于我们的免疫系统的发育、处理以其他方式不易消化的膳食多糖的能力是重要的。大肠中的微生物群落在调节肠道健康和几种疾病的发病机制中具有至关重要的作用。

传统的微生物学已经集中于将个别物种作为分离的单位进行研究。然而，许多（如果不是大部分）从未成功被分离为活样本用于分析，这据推测是因为它们的生长依赖于未经实验再现的特定微环境。DNA测序技术的进展已经创造了一个新的研究领域，称为宏基因组学，其允许全面检查微生物群落，甚至是由不可培养的生物体构成的那些。宏基因组学方法允许分析源自从自然环境中收获的完整微生物群落的遗传物质，而不是检查已在实验室中生长的个别细菌菌株的基因组。

人类肠道微生物组充当有益微生物、潜在益生菌的资源。尽管在疾病诸如炎性肠病、心血管疾病、糖尿病和自闭症谱系病症中预防和促进肠道微生物群的作用，但如几种宏基因组学研究表明，没有可用的治疗含有新型益生菌或所谓的下一代益生菌。即使成功分离，许多从肠道分离的微生物也需要严格的厌氧条件用于生长，并且当暴露于环境空气时不能存活超过几分钟。这使得开发稳定和稳健的益生菌制剂是有挑战的。因此需要更耐氧的厌氧微生物，并且本发明提供了使厌氧微生物适应的方法，以及已使用此类方法获得的新微生物菌株。

发明概述

本发明提供了用于使厌氧微生物适应氧化环境、因此实现此类生物体当暴露于环境空气时相对更耐氧的方法。这具有实现微生物的改善的培养和储存(例如，更长期储存)的进一步优点。

本文提供了模拟的人肠道氧化还原模型(SHIRM)，其中进行经由施加电压和氧扩散来逐步双重诱导氧化应激和为了调节氧化还原状态而逐步改变抗氧化剂/氧化的对应物浓度比。

氧对于厌氧微生物是致命的，因此用于氧化应激的溶解氧(氧浓度)将增加，但保持在亚致死浓度，而使用抗氧化剂/氧化的对应物对来调节环境的氧化还原状态。还经由施加电压诱导氧化应激。氧化应激增加细菌对氧化环境的耐受性，并使得可以使微生物在环境空气中存活相对更长的时间段。

可以容易地确定适当的亚致死氧浓度(不导致杀死存在的所有细菌的浓度，或者换言之，其中一些、但不是所有细菌被杀死的浓度)，例如，使得至少一些(但通常不是所有)细菌可以存活，然后可以选择用于该方法中的下一步骤。然后使存活的细菌再次生长，例如用氧化应激的增加(例如通过增加溶解氧浓度)，使得再次至少一些(但通常不是所有)细菌可以存活并且然后可以选择用于该方法中的下一步骤。然后可以根据需要或期望多次再重复增加氧化应激的这一步骤以获得更耐氧的微生物。

本发明提供了用于使厌氧微生物适应和选择更耐氧的厌氧微生物的方法，所述方法包括以下步骤：用经由施加电压和氧扩散的氧化应激的逐步双重诱导和氧化还原状态的逐步改变来培养所述微生物，其中优选地使用调节氧化还原状态的抗氧化剂/氧化的对应物浓度比的逐步改变来进行氧化还原状态的逐步改变。