Effects of the complex of Lactobacillus paracasei JY091 and royal jelly on immunomodulatory effect and intestinal flora
副干酪乳杆菌JY091与蜂王浆复合物对免疫调节作用及肠道菌群的影响
来源：Food Bioscience 73 (2025) 107623
1.摘要
本研究针对益生菌与生物活性物质复合物的免疫增强潜力研究不足的问题，以从西藏传统发酵乳制品中分离的副干酪乳杆菌JY091和蜂王浆为研究对象，通过体外生长黏附实验、Caco-2细胞炎症模型、环磷酰胺（CTX）诱导的免疫低下小鼠模型及肠道菌群分析，系统评估了二者复合物（LR）的免疫调节作用。结果表明，5%浓度的蜂王浆最能促进副干酪乳杆菌JY091的生长和肠道黏附；LR可显著缓解脂多糖（LPS）诱导的Caco-2细胞炎症，高剂量组（10⁹ CFU/mL菌株+5%蜂王浆）的抗炎效果最优；在体内实验中，LR能有效改善免疫低下小鼠的免疫功能，提升血清免疫球蛋白和促炎因子水平，修复受损的脾脏组织结构，调节T淋巴细胞亚群平衡；同时可显著提高肠道菌群多样性，增加双歧杆菌、乳杆菌等有益菌丰度，降低瘤胃球菌、变形菌门等有害菌丰度。研究证实蜂王浆可作为副干酪乳杆菌JY091的潜在益生元，二者复合物具有协同免疫增强作用，为开发新型复合功能食品提供了理论基础。
2.关键词（中文）
副干酪乳杆菌JY091、蜂王浆、免疫调节、肠道菌群
3.研究目的
明确蜂王浆对副干酪乳杆菌JY091生长和功能的影响，探究二者复合物的免疫调节作用及分子机制；从细胞、组织、动物和肠道菌群多层面验证复合物的协同效应，确定最佳作用剂量；评估该复合物作为免疫调节类功能食品的可行性，为开发安全、高效的天然免疫增强剂提供科学依据和技术支撑。
4.研究思路
首先开展体外基础实验：以不同浓度（1%、3%、5%、7%、9%）的蜂王浆替代葡萄糖配制无葡萄糖MRS培养基，利用芬兰Bioscreen C Pro全自动生长曲线分析仪测定副干酪乳杆菌JY091的生长动力学，结合平板计数法确定最佳蜂王浆浓度；通过Caco-2细胞黏附实验，检测不同浓度蜂王浆对菌株肠道黏附能力的影响。
其次建立LPS诱导的Caco-2细胞炎症模型，设置正常组、模型组、低中高剂量复合物组、单菌组和单蜂王浆组，通过实时荧光定量PCR检测炎症因子（IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-10）的mRNA表达水平，评估复合物的体外抗炎活性。
然后构建CTX诱导的免疫低下小鼠模型，采用相同分组进行30天灌胃干预；检测小鼠血常规指标，通过HE染色观察脾脏组织病理变化，利用免疫组化法分析脾脏T淋巴细胞亚群（CD3+、CD4+、CD8+）的比例；采用ELISA法测定血清细胞因子和免疫球蛋白含量，同时提取盲肠内容物DNA，通过16S rRNA测序分析肠道菌群的多样性和组成变化。
最后综合体外和体内实验结果，解析复合物通过调节肠道菌群-免疫轴发挥免疫增强作用的机制，评估其应用潜力。
5.研究亮点
首次将西藏传统发酵乳制品来源的副干酪乳杆菌JY091与蜂王浆复配，证实5%浓度的蜂王浆可同时显著促进该菌株的生长和肠道黏附，明确了其作为该菌株专属益生元的潜力。
构建了从体外细胞到体内动物的完整研究体系，从肠道上皮炎症缓解、免疫器官修复、免疫细胞平衡调节到肠道微生态改善，多维度系统揭示了复合物的免疫调节机制。
明确了显著的剂量效应关系，高剂量复合物（10⁹ CFU/mL菌株+5%蜂王浆）的免疫增强和肠道菌群调节效果显著优于单一菌株或单一蜂王浆，证实了二者的协同增效作用。
不仅验证了复合物对体液免疫和细胞免疫的双重提升作用，还通过肠道菌群功能预测，发现其可上调碳水化合物和氨基酸代谢通路，从代谢层面进一步阐明了免疫调节的深层机制。
6.可延伸的方向
开展多中心人体临床试验，验证复合物在健康人群、免疫低下人群及特殊人群（如老年人、术后患者）中的免疫调节效果、安全性和适宜剂量。
优化复合物的制剂工艺，开发微胶囊、咀嚼片、口服液等剂型，提高菌株在加工、储存和胃肠道转运过程中的存活率和稳定性。
分离纯化蜂王浆中促进菌株生长的关键活性成分（如特定低聚糖、蜂王浆蛋白或脂肪酸），明确其益生元作用的分子机制。
研究复合物对过敏性鼻炎、类风湿性关节炎等免疫相关疾病的干预效果，拓展其在临床辅助治疗中的应用。
结合宏基因组学和代谢组学技术，深入分析复合物干预后肠道菌群的基因功能变化和代谢产物谱，进一步阐明肠道菌群-免疫轴的调控机制。
评估复合物与灵芝多糖、黄芪多糖等其他免疫活性物质的协同作用，开发多组分复合免疫调节剂，提升产品功效。
7.测量的数据及其研究意义
菌株生长动力学数据：来自图1(a)不同蜂王浆浓度下副干酪乳杆菌JY091的生长曲线。研究意义：动态呈现了菌株在1%-9%蜂王浆培养基中的生长过程，明确5%蜂王浆时菌株活菌数最高（7.29×10⁸ CFU/mL），过高浓度会因渗透压升高和抗菌作用抑制生长，为后续实验的剂量选择提供了核心依据。
菌株肠道黏附率数据：来自图1(b)不同蜂王浆浓度对菌株黏附Caco-2细胞的影响。研究意义：证实5%蜂王浆可使菌株黏附率从10.57%提升至17.24%，表明蜂王浆不仅能促进菌株生长，还能增强其肠道定植能力，为其在体内发挥益生作用奠定了基础。
体外细胞炎症因子基因表达数据：来自图2，检测IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ和IL-10的mRNA相对表达量。研究意义：证实复合物能显著抑制LPS诱导的促炎因子过表达，上调抗炎因子IL-10，从分子水平验证了其对肠道上皮细胞的免疫保护作用。
小鼠血常规指标数据：来自表1，检测白细胞（WBC）、红细胞（RBC）、血红蛋白（HGB）和血小板（PLT）计数。研究意义：表明CTX会导致小鼠造血功能抑制，而复合物干预能显著逆转血细胞减少，增强机体非特异性免疫，且高剂量组效果优于单菌和单蜂王浆组。
脾脏组织病理数据：来自图3，HE染色的小鼠脾脏切片（200倍放大）。研究意义：直观显示模型组小鼠脾脏红白髓边界模糊、结构紊乱且有炎症浸润，而高剂量复合物组脾脏组织结构基本恢复正常，为免疫器官修复提供了组织学证据。
脾脏T淋巴细胞亚群数据：来自图4（CD3+、CD4+、CD8+免疫组化染色）和图5（CD4+/CD8+比值）。研究意义：证实CTX会导致T淋巴细胞亚群失衡，而复合物能调节CD3+总T细胞数量及CD4+/CD8+比值，恢复细胞免疫平衡，纠正免疫紊乱。
脾脏组织炎症因子基因表达数据：来自图6，检测脾脏中IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ和IL-10的mRNA水平。研究意义：与体外细胞实验结果一致，进一步证实复合物在体内能通过调节细胞因子表达，促进机体免疫应答。
血清免疫指标数据：来自图7(a)血清细胞因子含量和图7(b)血清免疫球蛋白（IgG、IgM、IgA）含量。研究意义：表明复合物能显著提升免疫低下小鼠的体液免疫水平，增加抗体生成，全面改善机体免疫状态。
肠道菌群Alpha多样性数据：来自图8(a)稀疏曲线、(b)秩丰度曲线、(c)物种积累曲线和(d)Alpha多样性指数（Chao1、Observed species、Simpson、Shannon）。研究意义：证实CTX会显著降低肠道菌群的丰富度和多样性，而高剂量复合物干预能有效恢复菌群多样性，为肠道微生态平衡的改善提供了量化依据。
肠道菌群Beta多样性数据：来自图9(a)PCA分析、(b)PCoA分析、(c)NMDS分析和(d)UPGMA层次聚类分析。研究意义：清晰展示了不同组小鼠肠道菌群结构的差异，证实高剂量复合物能将免疫低下小鼠的菌群结构调节至接近正常水平，且单菌组的调节效果优于单蜂王浆组。
肠道菌群组成及功能数据：来自图10(a)门水平、(b)科水平、(c)属水平物种组成、(d)属水平热图、(e)LEfSe差异物种分析和(f)PICRUSt2功能预测。研究意义：明确了复合物能特异性增加乳杆菌、双歧杆菌、粪杆菌等有益菌丰度，降低瘤胃球菌、变形菌门等有害菌丰度；同时能上调与碳水化合物、氨基酸代谢相关的通路，从菌群组成和功能层面解释了其免疫调节的深层机制。
8.结论
本研究成功开发了副干酪乳杆菌JY091与蜂王浆的复合免疫调节剂，证实二者具有显著的协同增效作用。5%浓度的蜂王浆是促进该菌株生长和肠道黏附的最佳剂量，具有作为其专属益生元的潜力。
该复合物在体外能有效缓解LPS诱导的Caco-2细胞炎症，在体内能全面改善CTX诱导的免疫低下小鼠的免疫功能：提升血常规指标，修复受损的脾脏组织结构，调节T淋巴细胞亚群平衡，增加血清免疫球蛋白和促炎因子含量，同时增强体液免疫和细胞免疫。
此外，复合物能显著提高肠道菌群多样性，调节菌群结构，促进有益菌生长，抑制有害菌繁殖，并改善肠道菌群的代谢功能，通过肠道菌群-免疫轴进一步增强免疫调节效果。
综上，副干酪乳杆菌JY091与蜂王浆复合物是一种安全、高效的天然免疫增强剂，具有广阔的功能食品开发前景，为应对免疫低下问题提供了新的解决方案。
9.芬兰Bioscreen C Pro仪器测量的微生物生长曲线数据的研究意义
本研究中使用芬兰Bioscreen C Pro全自动生长曲线分析仪测定了副干酪乳杆菌JY091在5种不同浓度蜂王浆培养基中的生长曲线，其研究意义主要体现在以下方面：
高通量平行检测，提升实验效率和数据可靠性：仪器采用100孔蜂窝板设计，可同时进行5个蜂王浆浓度梯度×多个生物学重复的平行测定，大幅减少了人工操作带来的系统误差和批次间差异。本研究中所有生长曲线的生物学重复间一致性良好，保证了不同浓度组间数据的高度可比性。
动态连续监测，完整捕捉生长全过程：仪器每小时自动读取一次600nm处的光密度值，连续监测24小时，完整记录了菌株从延迟期、对数生长期到稳定期的整个生长周期。与传统的定时平板计数法相比，这种连续监测方式能够更准确地反映菌株在不同蜂王浆浓度下的生长速率、延迟期时长和最大生物量等动力学参数，避免了终点法无法捕捉生长细节的缺陷。
精确控制培养环境，保证实验重复性：仪器内置高精度恒温控制系统和连续振荡功能，可将培养温度精确控制在37℃±0.1℃，并通过均匀振荡保证所有样品的通气条件一致。这种标准化的培养环境消除了温度波动、氧气分布不均等环境因素对微生物生长的影响，显著提高了实验的重复性和可靠性。
定量确定最佳益生元浓度：通过对生长曲线的定量分析，结合平板计数法的活菌数验证，明确了5%蜂王浆是促进副干酪乳杆菌JY091生长的最佳浓度。同时发现当蜂王浆浓度超过7%时，菌株生长开始受到抑制，这一结果为后续体内实验中复合物的剂量配比提供了精准的科学依据。
直接验证蜂王浆的益生元作用：本实验以蜂王浆完全替代培养基中的葡萄糖作为唯一碳源，通过生长曲线直观证明了副干酪乳杆菌JY091能够利用蜂王浆中的营养物质进行生长繁殖，为蜂王浆作为该菌株益生元的应用提供了直接的实验证据。
为工业生产提供工艺参数：生长曲线数据明确了菌株在含5%蜂王浆培养基中的对数生长期和稳定期时间点，为工业生产中种子液的培养时间、发酵终点的判断提供了关键工艺参数，有助于优化发酵工艺，提高生产效率。
标准化数据输出，便于国际交流与对比：Bioscreen C是全球微生物学领域公认的生长动力学标准检测仪器，其产生的数据具有良好的通用性和国际可比性。本研究获得的生长参数可直接与其他益生菌-益生元复合物的研究结果进行对比，为全球益生菌产业的技术交流和产品开发提供了标准化的数据基础。