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结肠癌是发病于消化道的一种恶性肿瘤,近几年来,全球范围内的发病率和死亡率居高不下,严重威胁着人类的生命健康安全。2019年国家癌症中心公布的癌症发病率中结肠癌排名第三,达到38.8%。目前结肠癌治疗方式主要有手术切除、化学治疗和中药治疗,它们对结肠癌患者的治疗及康复有着重大的意义,但都存在一定的不足。手术治疗对肠道损伤大;化学治疗药物易产生抗药性,毒副作用大,中药治疗个体差异大;且均无预防结肠癌的功效。近年来研究发现,益生菌可以黏附在肠道表面,形成一层致密的屏障,阻止病原菌的定殖,并可以结合致癌物质排出体外,具有预防癌症的作用。此外,益生菌的细胞壁肽聚糖成分和次级代谢产物胞外多糖可以通过激活细胞免疫系统,增强巨噬细胞的吞噬功能、增强NK细胞的杀伤活性、增强T淋巴细胞介导的免疫应答反应等,从而增强机体的免疫功能,诱导癌细胞凋亡,对癌症的发生和发展有缓解作用。因此,开发一种对人体副作用小,治疗效果好,成本低、对结肠癌有预防和治疗效果的功能性益生菌制剂有重要的临床意义和应用价值。而优良菌株是制备益生菌制剂的关键前提,如何快速高效筛选益生菌优良菌株成为当下的研究热点。胃液的酸性环境及小肠中的胆盐环境会抑制益生菌的生长。因此,益生菌在肠道内发挥作用的首要前提是其具有良好的酸耐受性、胆盐耐受性及高粘附性。然而,从自然界中分离的野生型菌株通常存在活菌数少,粘附性低,耐受性差的缺点,不能满足益生菌制剂制备的要求,因此对所分离的野生型菌株进行诱变选育及驯化是极其重要的。本研究主要从新鲜玉米秸秆中分离并鉴定到一株干酪乳杆菌JY（NCBI序列号:MN400655）。采用不同剂量的12C6+离子束对JY进行辐照诱变,以耐酸性（pH=3）和胆汁盐耐受性（0.3%）为主要筛选指标,结合人工胃肠液中菌株的存活率以及对Caco-2细胞的粘附率进行筛选,获得3株性状优良的突变株。通过体外抑制结肠癌Caco-2细胞增殖试验筛选,获得对结肠癌细胞具有良好抑制效果的突变株JY300-8,并对其抑制细胞增殖的机理进行了研究。完成了突变株JY300-8小鼠体内预防结肠癌效果初步评价,为开发具有预防和治疗结肠癌功效的益生菌制剂提供优良的候选菌株及试验基础。主要研究内容及结果如下:1.JY菌株分离鉴定及生物学特性研究从玉米秸秆中分离出一株乳酸菌JY,通过16S rDNA序列鉴定为干酪乳杆菌（NCBI序列号:MN400655）;JY菌株生长迅速,24 h活菌数达到10100 CFU/mL;在人工胃液（3 h）和人工肠液（6 h）的存活率达到66.12%和37.01%,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌的抑菌圈达到19.40±1.44 mm、15.80±1.75 mm、14.80±1.45 mm,有一定的益生性能。2.重离子辐照诱变JY菌株及优良突变株的筛选采用不同剂量的12C6+离子束对JY进行辐照诱变。以耐酸性（pH=3）和胆汁盐耐受性（0.3%）为主要筛选指标,结合人工胃肠液中菌株的存活率以及对肠上皮细胞的粘附性等指标进行优良突变菌株的筛选。结果发现JY300-8、JY300-10、JY160-15三株突变菌表现出良好的益生潜力;其乳酸产量较原始菌株提高41.6%-83.3%;酸性环境（pH=3）下培养24 h后,OD600值较原始菌株高出200%;人工胃液3 h及人工肠液6 h存活率均≥100%,为目前同类研究报道最高水平;肠上皮细胞粘附率>85%;该三株菌可作为益生菌制剂制备的候选菌株。3.优良突变株体外抑制人结肠癌细胞Caco-2增殖及凋亡的研究采用MTT法对三株突变菌JY300-8、JY300-10、JY160-15不同浓度、不同作用时间下对Caco-2细胞的抑制进行了研究,结果发现JY300-8菌株对结肠癌细胞Caco-2的抑制效果最佳;72 h,100:1（CFU:Cells）条件下,菌体对癌细胞的抑制率达到65.27%,较原始菌株JY的抑制率高出8倍,较修正商品益生菌制剂高出0.47倍;此外,通过Annexin V/PI双染法检测JY300-8菌体对Caco-2细胞凋亡的影响,结果表明菌体抑制Caco-2细胞增殖的原理是诱导细胞凋亡,晚期凋亡率达到43.5%。4.优良突变株JY300-8不同成分对鼠结肠癌CT-26细胞增殖影响的研究采用MTT法分别检测不同浓度、不同作用时间下JY300-8菌株胞外多糖及菌体细胞对CT-26细胞增殖的影响。结果显示干酪乳杆菌JY300-8的菌体细胞和分泌到培养液中的胞外多糖对CT-26细胞均有抑制增殖的作用;且菌体细胞的抑制作用强于胞外多糖的抑制效果;72 h,100:1（CFU:Cells）条件下,菌体细胞对CT-26的抑制率达到84.40%,500μg/mL的胞外多糖在72 h时抑制率达到55.5%;确定以干酪乳杆菌JY300-8的菌体成分进行后续结肠癌小鼠预防实验。5.优良突变株JY300-8体内预防小鼠结肠癌的研究以SPF级BALB/C六周雄鼠作为实验对象,JY300-8活菌及灭活菌菌体成分灌胃两周后,皮下注射CT-26细胞建立结肠癌模型,造模成功后监测14天,评估JY300-8对结肠癌发生的拮抗能力。结果显示活菌及灭活菌均有抑瘤效果,灭活菌抑瘤效果抑瘤效果优于活菌,抑瘤率为60.33%,活菌抑瘤率为42.96%;分别较修正商品益生菌制剂的抑瘤率高53.9%（P<0.05）和9.59%。综上所述,重离子束辐照诱变对优良益生菌的选育具有重要意义;JY300-8菌株可作为功能性益生菌制剂开发的优良候选菌株,在预防和治疗结肠癌方面具有良好的应用前景。