1、益生菌缓解有毒有害物质中毒

国内率先开展了针对吸附不同重金属等有毒有害物质益生菌的筛选，及益生菌在缓解动物有毒有害物质中毒的细胞分子机制研究。研究从多种健康动物的肠道内容物中分离得到乳酸菌，经过多项益生特性的筛选，最终选定多株具有优良益生特性的优势菌株，进行缓解急性毒理的探究性试验。通过多项指标的监测，评价该菌株缓解中毒的能力以及解析乳酸菌缓解重金属和其他饲料有毒有害物质中毒的机理。研究在完善乳酸菌缓解有毒有害物质中毒的机理，同时为缓解有毒有害物质中毒提供一个新的思路及理论基础，为将来乳酸菌作为生物制剂或者动物饲料中的添加剂打下基础。

2、基因编辑益生菌的研究

早期启动了乳酸菌等益生菌全基因组背景分析、益生功能与机制以及食品级表达载体构建工作，一是建立了菌株分离鉴定、培养、黏附活性检测、表层蛋白分离、感受态制备、载体转化、体内外益生活性评价、动物口服安全性实验等系列与益生菌相关的技术平台和体系，为开展与益生菌有关的系列研究奠定了坚实基础。二是利用获得的基因组数据，基于CRISPR技术技术进行了乳杆菌基因组编辑实验，包括对益生菌不利基因的敲除，和外源有利基因的敲入菌株的构建与应用研究，为新型食品级益生菌表达系统提供新的思路。三是通过系统实验研究，从民猪上筛选获得了多株具有高黏附性、抗感染、抗氧化、胆固醇降解、具有良好的耐酸耐胆盐活性、可在体内外有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等病原菌增殖和感染的具有潜在临床应用前景的乳酸菌菌株(短小乳杆菌，植物乳杆菌，嗜酸乳杆菌，双歧杆菌等)，推动了新型兽用微生态制剂的开发进程。

3、基因工程蛋白的研究

利用大肠杆菌基因工程表达技术，针对现阶段畜牧业基础理论研究重要蛋白进行基因工程制备，并用于畜牧业实际生产应用。一是表达获得靶向肽分子修饰的包涵体作为口服纳米颗粒传递载体的免疫学研究。利用肠道病原菌靶向肽YadA3(小肠结肠炎耶尔森氏菌黏附素结合关键肽)和M细胞靶向肽Co1分子修饰抗原，可以提高包涵体作为口服纳米粒子的免疫效果，且二者具有协同作用，同时还发现其免疫增强作用是通过激活Th1细胞和树突状细胞得以实现的。二是，针对抗菌肽长期无法进行生产化应用这一瓶颈问题进行，利用最新冷诱导型启动子，表达可溶蛋白使其具有抗菌肽生物学功能，用于抗菌肽在畜牧业生产上的应用。

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代表论文题目：短小乳杆菌23017株通过MAPK和NF-κB级联信号的作用缓解汞中毒结肠中引起的氧化应激和炎症反应

摘要：

目的：乳酸杆菌菌株对重金属中毒具有保护作用，同时缓解氧化应激和炎症引起免疫反应。在重金属中毒的发病机制中益生菌与肠道屏障保护之间关系的细胞信号机制知之甚少。方法和结果：在该研究中，应用短小乳杆菌23017(L.brevis 23017)，一种具有强汞结合能力的选择性益生菌菌株，以评估小鼠模型中针对汞毒性的效率。组织病理学结果以及HE染色显示短小乳杆菌23017保护小肠绒毛的完整性，这减缓了汞中毒造成的体重减轻。qRT-PCR结果表明，短小乳杆菌23017通过调节紧密连接蛋白维持小肠正常的粘膜屏障。重要的是，本研究表明短小乳杆菌23017通过减少肠道炎症和减轻动物模型中的氧化应激，有效地改善了小肠的损伤。此外，通过蛋白质印迹实验所示，短小乳杆菌23017通过MAPK和NF-κB途径阻断氧化应激和炎症。结论：这些结果共同表明，短小乳杆菌23017可以通过作为日常生活中发酵功能性食品保护肠道健康，预防和治疗汞中毒。

关键词：短小乳杆菌，丝裂原活化蛋白激酶，核转录因子，汞，炎症反应，氧化应激

研究课题：国家生猪产业技术体系，东北农业大学“青年才俊”计划

研究方向：动物肠道微生态营养与调控