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血脂水平过高是引起心血管疾病的重要原因。研究表明,降低血清中血脂水平能够显著降低患心血管疾病的风险并降低其死亡率。当前化学药物是治疗心血管疾病的主要方式,化学药物治疗效果明显,但是目前也存在一些不足,比如治疗成本较高、药物长期使用对人体有较大的副作用。乳杆菌属的某些细菌作为人类肠道重要的益生菌,已经被证实具有改善血脂水平的能力,并可以使肠道微生态系统发生长期而有益的变化。但是,乳杆菌如何通过影响肠道微生态改善血清中血脂水平的机理尚不明确,本文以12株来源于传统发酵乳制品、婴儿粪便和青贮玉米饲料中的乳酸菌为研究对象,通过体外胆固醇脱除、胆盐水解酶活力等指标筛选得到3株具有潜在降血脂功能的干酪乳杆菌,通过干酪乳杆菌饲喂仓鼠,利用二代高通量测序技术、基于NMR代谢组学技术和多元统计分析探索干酪乳杆菌对仓鼠肠道微生物区系、代谢产物及血液中血脂指标的影响及其关联机制,旨在揭示干酪乳杆菌通过微生态菌群调节而实现仓鼠体内调节血脂的作用机理。主要结论如下:(1)体外试验筛选到三株(Lactobaillus casei AST18、Lactobaillus casei SY13和Lactobaillus casei CAAS36)降胆固醇的干酪乳杆菌菌株。三株菌对胆固醇脱除能力均在28%以上,具有胆盐水解酶活性,其活性均在0.91 U/mg蛋白以上,具有很好的耐酸、耐胆盐及发挥调节脂质代谢的潜力。(2)将L.casei AST18、L.casei SY13、L.casei CAAS36分别饲喂高脂膳食的仓鼠,发现3株菌可不同程度降低高脂膳食仓鼠血清中TC、TG和LDL-C的水平,同时可降低肝脏TC、TG水平和肝脏指数,缓解了肝脏脂肪堆积,对肝脏组织损伤恢复具有一定调节能力。同时L.casei AST18、L.casei SY13、L.casei CAAS36显著升高高脂膳食仓鼠血清GSH-Px活力和降低MDA水平,具有一定抗氧化能力。另外可增加高脂膳食仓鼠粪便中总胆汁酸排出量,促进了胆固醇向胆汁酸转化,对仓鼠脂质代谢具有一定调节能力。(3)本研究发现高脂膳食导致仓鼠肠道菌群结构更加的脆弱和不稳定,同时降低了仓鼠肠道菌群的多样性。通过饲喂L.casei AST18、L.casei SY13、L.casei CAAS36,仓鼠肠道菌群的多样性均有不同程度的恢复,其中L.casei CAAS36效果最明显。L.casei AST18和L.casei CAAS36均可对高脂膳食仓鼠肠道菌群结构起到一定恢复作用,而且在调节高脂膳食仓鼠肠道菌群时,L.casei CAAS36具有一定的量效关系。研究同时发现,低剂量L.casei CAAS36具有降低仓鼠发生腹泻、肠应激综合征发病率的潜力。(4)基于代谢组学技术探究干酪乳杆菌降血脂功能机制,发现高脂膳食会引起仓鼠脂肪酸代谢、氨基酸代谢、葡萄糖代谢、胆碱代谢、酮体代谢、嘌呤代谢等多条代谢途径发生紊乱,L.casei AST18和L.casei CAAS36可有效调控和恢复高脂膳食引起的脂肪酸代谢、葡萄糖代谢紊乱,具有调节脂质代谢能力。(5)最后利用高通量测序技术和代谢组学技术关联分析以探究前期试验证明调节血脂性能最优的L.casei CAAS36改善仓鼠肠道菌群结构和调控代谢途径的互作机制,发现L.casei CAAS36对于调节并稳定肠道菌群发挥了重要的作用。L.casei CAAS36的处理逆转了由高脂膳食增加的厚壁菌门和拟杆菌门的比率,并且显著增加了产生丙酸的Muribaculaceae的丰度。L.casei CAAS36可一定程度逆转因脂代谢不平衡引起的代谢紊乱。通过调节肠道菌群,产生更多的丙酸和琥珀酸等重要代谢物,这些代谢物对于预防和治疗高脂血症及其并发症发挥了重要作用。综上所述,L.casei CAAS36是一株具有调节高脂膳食宿主肠道菌群和脂质代谢的益生菌。