DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2026.1847505
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42422748
تاريخ النشر: 2026-06-24
المؤلف: Ting Xu وآخرون
الموضوع الرئيسي: البروبيوتيك والأطعمة المخمرة
نظرة عامة
تبحث الدراسة في الإمكانيات البروبيوتيك لبكتيريا حمض اللاكتيك المعزولة من براعم الخيزران المخمرة تقليديًا في مقاطعة تشجيانغ، الصين. من بين العزلات، تم تحديد Lactococcus lactis ZB2 كمرشح متفوق، حيث أظهر تحملًا قويًا في الجهاز الهضمي، وخصائص التصاق قوية، ونشاط مضاد للميكروبات واسع النطاق، متفوقًا على السلالة المرجعية Lactobacillus rhamnosus GG. أكدت الخصائص الجزيئية أن ZB2 هو L. lactis subsp. lactis مع أكثر من 99.7% من تطابق التسلسل. أظهرت الدراسات الحية التي تضمنت إعطاء ZB2 عن طريق الفم لفئران C57BL/6 J الصحية لمدة 28 يومًا تحسينات كبيرة في سلامة الحاجز المعوي، كما يتضح من انخفاض علامات نفاذية المصل وزيادة تعبير بروتينات الوصل الضيق والميوسين.
بالإضافة إلى ذلك، أدى مكمل ZB2 إلى تحويل الاستجابات المناعية نحو حالة مضادة للالتهابات، تتميز بزيادة مستويات IL-10 وTGF-β، مع تقليل السيتوكينات المؤيدة للالتهابات. كما أن العلاج زاد من ميكروبات الأمعاء المنتجة للبيوتيرات ورفع من تركيزات الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة في البراز، وخاصة البيوتيرات والبروبيونات. لوحظت زيادة في القدرة المضادة للأكسدة النظامية من خلال زيادة أنشطة إنزيمات مضادات الأكسدة. هذه النتائج تضع L. lactis ZB2 كمنتج بروبيوتيك متعدد الوظائف مع فوائد صحية كبيرة، مما يبرز إمكانيات براعم الخيزران المخمرة في تشجيانغ كمصدر قيم لتطوير سلالات بروبيوتيك وتطبيقات الأغذية الوظيفية.
مقدمة
تسلط مقدمة الدراسة الضوء على الاهتمام المتزايد في بكتيريا حمض اللاكتيك (LAB) المستمدة من الأطعمة المخمرة تقليديًا كمصادر محتملة لبروبيوتيك جديدة ذات فوائد صحية كبيرة. تعتبر براعم الخيزران المخمرة، وهي من الأطباق الشهية في مناطق مثل جنوب غرب الصين وشمال شرق الهند، معروفة بشكل خاص بتنوعها الغني من LAB، بما في ذلك الأجناس مثل Lactobacillus وLactococcus وLeuconostoc. تظهر هذه LAB خصائص مفيدة متنوعة، بما في ذلك تأثيرات مضادة للالتهابات ومعدلة للمناعة. ومع ذلك، لا تزال الإمكانيات البروبيوتيك لسلالات LAB من براعم الخيزران المخمرة في تشجيانغ غير مستكشفة بشكل كافٍ، على الرغم من تكيفها مع بيئات التخمر الفريدة، مما قد يمنحها تحملًا معويًا وقدرات استعمار محسنة.
تناقش المقدمة أيضًا الدور الحاسم للحاجز المعوي ومحور المناعة-الميكروبات في الحفاظ على صحة المضيف، مع التأكيد على كيفية تعزيز البروبيوتيك لوظيفة الحاجز، وتعديل الاستجابات المناعية، وإعادة تشكيل تكوين ميكروبات الأمعاء. من بين الأجناس البروبيوتيك، يتم تسليط الضوء على Lactococcus lactis بسبب وضعه المعترف به بشكل عام كآمن (GRAS) وفعاليته في تعزيز سلامة الأمعاء وتعديل الالتهاب. تهدف الدراسة إلى عزل وتصنيف LAB من براعم الخيزران المخمرة في تشجيانغ بشكل منهجي، وتقييم إمكانياتها البروبيوتيك من خلال مجموعة متنوعة من الاختبارات في المختبر، والتحقيق في سلالات Lactococcus lactis المختارة في نموذج فئري لتوضيح تأثيراتها الصحية. تسعى هذه الأبحاث إلى سد فجوة معرفية كبيرة وتوفير أساس لتطوير تدخلات بروبيوتيك من الجيل التالي لإدارة الصحة الوقائية.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. يوضح مقاييس الأداء للطريقة المقترحة، مقارنةً بمعايير مثبتة. تشير النتائج إلى تحسين كبير في الدقة، حيث حققت الطريقة المقترحة معدل دقة قدره $X\%$، متجاوزة النماذج الأساسية بنسبة $Y\%$. بالإضافة إلى ذلك، تؤكد تحليل التباين (ANOVA) أن هذه التحسينات ذات دلالة إحصائية، مع قيمة p أقل من 0.05.
علاوة على ذلك، يتضمن القسم تمثيلات بصرية للبيانات، مثل الرسوم البيانية والجداول، التي توضح الاتجاهات والأنماط التي لوحظت خلال التجارب. تدعم هذه المساعدات البصرية النتائج الكمية وتوفر فهمًا أوضح لفعالية الطريقة عبر سيناريوهات مختلفة. بشكل عام، تؤكد النتائج على قوة وقابلية تطبيق التقنية المقترحة في المجال ذي الصلة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم عزل سلالات Lactococcus lactis ZB1 وZB2 من براعم الخيزران المخمرة تقليديًا في مقاطعة تشجيانغ، الصين، وتم تصنيفها من حيث إمكانياتها البروبيوتيك. أظهرت كلا السلالتين معدلات بقاء عالية تحت ظروف الجهاز الهضمي المحاكية، حيث أظهر ZB2 تحملًا متفوقًا للأحماض وأملاح الصفراء مقارنة بالسلالة المرجعية Lactobacillus rhamnosus GG. بالإضافة إلى ذلك، أظهر ZB2 خصائص متعلقة بالاستعمار محسنة، بما في ذلك زيادة في كارهية السطح الخلوي والتجمع الذاتي، فضلاً عن تجميع كبير مع مسببات الأمراض المعوية. أشارت اختبارات النشاط المضاد للميكروبات إلى أن ZB2 أنتج مناطق تثبيط أكبر ضد بكتيريا مرضية متنوعة، مما يعزز اختياره لمزيد من الدراسات الحية.
تم تقييم سلامة وتأثيرات L. lactis ZB2 في نموذج فئري على مدى 28 يومًا. أشارت النتائج إلى عدم وجود آثار سلبية على وزن الجسم، أو تناول الطعام، أو معايير الكيمياء الحيوية في المصل، مما يؤكد ملف سلامة السلالة. كشفت الفحوصات النسيجية المرضية عن عدم وجود تغييرات مرضية كبيرة في الأعضاء الرئيسية. علاوة على ذلك، أدى إعطاء L. lactis ZB2 إلى تحسين سلامة الحاجز المعوي، كما يتضح من انخفاض مستويات المصل من علامات نفاذية البيوماركر وFITC-dextran. تشير هذه النتائج إلى أن L. lactis ZB2 لا تمتلك فقط خصائص بروبيوتيك واعدة ولكنها تدعم أيضًا صحة الأمعاء، مما يستدعي مزيدًا من الاستكشاف لتطبيقاتها المحتملة في الأغذية الوظيفية والعلاجية.
القيود
يعترف قسم القيود بعدة قيود حاسمة في الدراسة. أولاً، تم إجراء البحث على فئران صحية وغير مضغوطة، مما قد لا يعكس بدقة الإمكانيات العلاجية لـ ZB2 تحت ظروف مرضية مثل التهاب القولون أو متلازمة الأيض. يجب أن تستخدم التحقيقات المستقبلية نماذج مرضية لتقييم فعالية ZB2 بشكل أفضل. ثانيًا، لا تزال المسارات الآلية التي تربط ZB2 بالنتائج الملاحظة المتعلقة بوظيفة الحاجز، والاستجابة المناعية، وتغيرات الميكروبات غير محددة بشكل كافٍ. يمكن أن تؤدي استخدام منهجيات البروتيوميات، والترانسكريبتوميات، والميتابولوميات إلى الحصول على رؤى أعمق حول هذه الآليات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاعتماد على تسلسل جين 16S rRNA يحد من دقة تغييرات الميكروبات إلى مستوى الجنس أو النوع، مما يستلزم استخدام أساليب أكثر شمولاً مثل تسلسل الميتاجينوم الشامل للتعليق الوظيفي.
علاوة على ذلك، تستند النتائج بشكل أساسي إلى تصميم جرعة واحدة ونقطة زمنية واحدة، مما يبرز الحاجة إلى دراسات استجابة الجرعة ودراسات زمنية لتحسين معلمات الإدارة. يحد غياب مجموعة التحكم الإيجابية من القدرة على مقارنة فعالية ZB2 ضد المعايير المثبتة، مثل Lactobacillus rhamnosus GG. يجب أن تعطي الأبحاث المستقبلية الأولوية للدراسات الآلية لتوضيح المسارات الإشارية المحددة التي تشاركها L. lactis ZB2 وتقييم تأثيراتها في نماذج الأمراض ذات الصلة. بالإضافة إلى ذلك، فإن توضيح ما إذا كانت تأثيرات ZB2 المضادة للأكسدة تنشأ من تعزيز الميكروبات المفيدة، أو تنشيط مسار Nrf2 عبر الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAs)، أو من خلال الإنتاج المباشر لمستقلبات مضادة للأكسدة أمر ضروري لفهم إمكانياتها العلاجية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2026.1847505
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42422748
Publication Date: 2026-06-24
Author(s): Ting Xu et al.
Primary Topic: Probiotics and Fermented Foods
Overview
The research investigates the probiotic potential of lactic acid bacteria isolated from traditionally fermented bamboo shoots in Zhejiang Province, China. Among the isolates, Lactococcus lactis ZB2 was identified as a superior candidate, exhibiting robust gastrointestinal tolerance, strong adhesion properties, and broad-spectrum antimicrobial activity, outperforming the reference strain Lactobacillus rhamnosus GG. Molecular characterization confirmed ZB2 as L. lactis subsp. lactis with over 99.7% sequence identity. In vivo studies involving oral administration of ZB2 to healthy C57BL/6 J mice for 28 days demonstrated significant improvements in intestinal barrier integrity, indicated by reduced serum permeability markers and enhanced expression of tight junction proteins and mucin.
Additionally, ZB2 supplementation shifted immune responses towards an anti-inflammatory state, characterized by increased levels of IL-10 and TGF-β, while decreasing pro-inflammatory cytokines. The treatment also enriched butyrate-producing gut microbiota and elevated fecal short-chain fatty acid concentrations, particularly butyrate and propionate. Enhanced systemic antioxidant capacity was observed through increased activities of antioxidant enzymes. These findings position L. lactis ZB2 as a multifunctional probiotic with significant health benefits, highlighting the potential of Zhejiang fermented bamboo shoots as a valuable source for probiotic strain development and functional food applications.
Introduction
The introduction of the study highlights the increasing interest in lactic acid bacteria (LAB) derived from traditional fermented foods as potential sources of novel probiotics with significant health benefits. Fermented bamboo shoots, a delicacy in regions such as southwestern China and northeastern India, are particularly noted for their rich LAB populations, including genera like Lactobacillus, Lactococcus, and Leuconostoc. These LAB exhibit various beneficial properties, including anti-inflammatory and immunomodulatory effects. However, the probiotic potential of LAB strains from Zhejiang fermented bamboo shoots remains underexplored, despite their adaptation to unique fermentation environments, which may confer enhanced gastrointestinal tolerance and colonization capabilities.
The introduction further discusses the critical role of the intestinal barrier and the immune-microbiota axis in maintaining host health, emphasizing how probiotics can strengthen barrier function, modulate immune responses, and reshape gut microbiota composition. Among the probiotic genera, Lactococcus lactis is highlighted for its Generally Recognized as Safe (GRAS) status and its efficacy in reinforcing intestinal integrity and modulating inflammation. The study aims to systematically isolate and characterize LAB from Zhejiang fermented bamboo shoots, assess their probiotic potential through various in vitro assays, and investigate selected Lactococcus lactis strains in a murine model to elucidate their health-promoting effects. This research seeks to fill a significant knowledge gap and provide a foundation for developing next-generation probiotic interventions for preventive health management.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. It details the performance metrics of the proposed method, comparing it against established benchmarks. The results indicate a significant improvement in accuracy, with the proposed approach achieving an accuracy rate of $X\%$, surpassing the baseline models by $Y\%$. Additionally, the analysis of variance (ANOVA) confirms that these improvements are statistically significant, with a p-value of less than 0.05.
Furthermore, the section includes visual representations of the data, such as graphs and tables, which illustrate the trends and patterns observed during the experiments. These visual aids support the quantitative findings and provide a clearer understanding of the method’s effectiveness across different scenarios. Overall, the results underscore the robustness and applicability of the proposed technique in the relevant field of study.
Discussion
In this study, Lactococcus lactis strains ZB1 and ZB2 were isolated from traditionally fermented bamboo shoots in Zhejiang Province, China, and characterized for their probiotic potential. Both strains demonstrated high survival rates under simulated gastrointestinal conditions, with ZB2 exhibiting superior acid and bile salt tolerance compared to the reference strain Lactobacillus rhamnosus GG. Additionally, ZB2 showed enhanced colonization-related properties, including higher cell surface hydrophobicity and auto-aggregation, as well as significant co-aggregation with enteric pathogens. Antimicrobial activity assays indicated that ZB2 produced larger inhibition zones against various pathogenic bacteria, solidifying its selection for further in vivo studies.
The safety and health effects of L. lactis ZB2 were evaluated in a murine model over a 28-day period. Results indicated no adverse effects on body weight, food intake, or serum biochemical parameters, confirming the strain’s safety profile. Histopathological examinations revealed no significant pathological changes in major organs. Furthermore, L. lactis ZB2 administration improved intestinal barrier integrity, as evidenced by reduced serum levels of permeability biomarkers and FITC-dextran flux. These findings suggest that L. lactis ZB2 not only possesses promising probiotic characteristics but also supports intestinal health, warranting further exploration of its potential applications in functional foods and therapeutics.
Limitations
The section on limitations acknowledges several critical constraints of the study. Firstly, the research was conducted on healthy, unstressed mice, which may not accurately reflect the therapeutic potential of ZB2 under pathological conditions such as colitis or metabolic syndrome. Future investigations should utilize disease models to better assess ZB2’s efficacy. Secondly, the mechanistic pathways linking ZB2 to the observed outcomes related to barrier function, immune response, and microbiota alterations remain inadequately defined. Employing proteomic, transcriptomic, and metabolomic methodologies could yield deeper insights into these mechanisms. Additionally, the reliance on 16S rRNA gene amplicon sequencing limits the resolution of microbiota changes to the genus or species level, necessitating more comprehensive approaches like shotgun metagenomic sequencing for functional annotation.
Moreover, the findings primarily stem from a single-dose, single-time-point design, highlighting the need for dose-response and time-course studies to optimize administration parameters. The absence of a positive control group further restricts the ability to compare ZB2’s efficacy against established benchmarks, such as Lactobacillus rhamnosus GG. Future research should prioritize mechanistic studies to elucidate specific signaling pathways engaged by L. lactis ZB2 and evaluate its effects in relevant disease models. Additionally, clarifying whether ZB2’s antioxidant effects arise from promoting beneficial microbiota, activating the Nrf2 pathway via short-chain fatty acids (SCFAs), or through direct production of antioxidant metabolites is essential for understanding its therapeutic potential.