[发明专利]一株植物乳杆菌及其在制备矫正社交行为制剂中的应用

说明书

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株植物乳杆菌Lactobacillus plantarum CGMCC No.13660及其应用。还公开了该菌株在制备矫正果蝇社交行为制剂中的应用；应用本发明可矫正果蝇的社交行为，并有望应用到人类自闭症疾病的诊疗中。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株植物乳杆菌及其应用于果蝇社交行为的矫正。

背景技术

肠道菌群失调会导致病原微生物过度生长，肠道的生理代谢状态紊乱，可以通过神经递质、代谢产物、细胞因子和中枢神经系统进行信息交流，影响宿主脑功能神经行为出现异常，进而影响情绪和认知行为(Mangiola et al.,2016)。肠道菌群失调研究发现大部分智能障碍以及自闭症的患者都出现肠道菌群紊乱、肠粘膜屏障功能受损的情况(Malkkiet al.,2014)。目前，多种神经系统疾病，尤其是基因突变导致认知和智能障碍如自闭症发病率居高不下，至今仍未寻找到有效的治疗方法。

KDM5家族蛋白是重要的激活或抑制基因表达的染色体蛋白(Blair et al.,2011)，KDM5蛋白在哺乳动物细胞中有四个家族成员，而果蝇具有单一KDM5同源物。KDM5蛋白参与多种生物学过程的调控，包括氧化应激、线粒体功能和神经系统的发育等，该蛋白功能的失调与智能障碍(Intellectual Disability，ID)以及自闭症(Autism)等疾病密切相关(Silver et al.,2014)，KDM5C突变会导致小鼠自闭症行为(Iwase et al.,2016)。这些突变位点与果蝇的KDM5蛋白具有显著的保守性。

果蝇作为一种经典的动物模型，其遗传背景清晰、繁殖快，已经在神经系统的发育等生命科学领域得到广泛的应用。果蝇的消化道与哺乳动物肠道非常相似，果蝇的微生物种群虽然比人类微生物种群简单，然而它们仍然动态影响果蝇生命活动，具体包括寿命、社交行为和脑功能等(Venuet al.,2014；Lee et al.,2013)。另一方面，这些微生物种群在人类的肠道中也共生，因此研究这些共生菌群与果蝇肠道的相互作用，对揭示人类肠道菌群进化保守的机制也具有重要意义。

果蝇的KDM5蛋白与人类的KDM5家族蛋白高度保守，以及KDM5P因子插入的突变体果蝇显示肠道菌群紊乱和社交行为缺陷等表型，因此，本发明在该研究背景和基础上，以果蝇为模型，从野生型果蝇中分离得到益生菌以改善KDM5突变果蝇的社交行为，从而为自闭症的诊疗奠定研究基础。

发明内容

本发明的目的是提供一株益生菌株及其在缓解自闭症社交行为缺陷方面的应用。

本发明所提供的菌株为一种植物乳杆菌，命名为Lactobacillus plantarum L168菌株，菌种保藏号为CGMCC No.13660。

本发明还公开了所述的植物乳杆菌CGMCC No.13660在制备矫正果蝇社交行为制剂中的应用。具体的方法是：将植物乳杆菌CGMCC No.13660在营养培养液中静置培养18h，离心收集和洗涤菌体；将10⁷CFU菌体悬浮于含2mL 5％蔗糖的PBS缓冲溶液中，得到矫正果蝇社交行为的制剂。用该制剂喂养果蝇，果蝇体内的植物乳杆菌CGMCC No.13660的数量增加，同时果蝇寿命、肠道形态和社交行为得到恢复。

本发明所采用的研究模型为KDM5突变果蝇的肠道细、短，且存在多数气泡状的受损组织(图1所示)，社交行为也弱于野生型果蝇(如图2所示)。

本发明利用MRS固体培养基发现乳杆菌在KDM5突变果蝇肠道中的数量显著少于在野生型果蝇的肠道中(如图3所示)，本发明所提供的植物乳杆菌CGMCC No.13660是一种兼性厌氧菌，在标准MRS培养基上厌氧环境下可生长，PCR结果表明为植物乳杆菌(如图3、图4所示)。