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体积 2021年 |文章的ID 6290524 | https://doi.org/10.1155/2021/6290524

丽丽傅,燕Ning,红飞著,Junfeng粉丝,柏林, 在体外吸附的能力嗜酸乳杆菌NCFM苯并(a)芘的点2。5”,毒理学杂志》, 卷。2021年, 文章的ID6290524, 9 页面, 2021年 https://doi.org/10.1155/2021/6290524

在体外吸附的能力嗜酸乳杆菌NCFM苯并(a)芘的点2。5

学术编辑器:Orish Ebere Orisakwe
收到了 2020年1月14日
修改后的 2020年6月22日
接受 2020年7月3日
发表 2021年1月07

文摘

这项工作的目的是探索乳酸菌株的能力将苯并(a)芘(B (a) P)存在的点2。5。在这项研究中,我们审查的能力嗜酸乳杆菌NCFM绑定在模拟点B (a) P2。5环境。在测试5株,嗜酸乳杆菌NCFM表现出最好的能力,结合B (a) P,和B (a) P约束力的比例是60.00%。有机和无机的模拟系统,它代表的点2。5表明,B (a) P可以吸收压力l .嗜酸的NCFM。无机体系的pH值5,l .嗜酸的NCFM绑定92.74% B (a) P细胞1×10的浓度10cfu /毫升为8小时37°C。关于有机系统pH值6 73.00% B (a) P是受压力l .嗜酸的NCFM这种细菌在37°C孵化后10分钟。快速B (A) P绑定这个益生菌细菌发生在有机系统。B (a) P的去除点2。5显著相关培养时间、培养温度、pH值和细胞浓度。因此,我们的发现表明,长期食用l .嗜酸的NCFM有利于减少B (a) P向人群接触点2。5,尽管这种细菌的吸附能力B (a) P部分的影响差异的起源点2。5

1。介绍

颗粒物、有害大气环境存在的悬浮粒子,称为小颗粒小于10微米。颗粒物容易沉积在上呼吸道,引起人体中毒。这些微粒直径小于2.5微米的事项,即。下午,2。5更危险的,有直接损害肺部健康由于长期接触的细支气管和肺泡1]。粒径越小,深入呼吸道发生。同时,毒理学数据表明,颗粒物质不仅影响呼吸,还有害心血管,神经和免疫功能2]。因此,世界卫生组织(世卫组织)将颗粒物定义为一类致癌物和地址,不同程度的生理和病理变化将微粒matter-carrying人口(3]。

一般来说,点2。5包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、碳质颗粒,金属粒子,矿物质和多环芳烃(PAH)的家庭(4,5]。苯并(a)芘(B (a) P),家庭成员多环芳烃,通常是发现在它的点2。5。B (a) P点的存在2。5明显强烈增加肿瘤细胞迁移和入侵,导致诱变和致癌性6]。B (a) P PAH的家庭被认为是最丰富的和有毒的组件存在的点2。5并长期伤害人。因此,它是可行的,利用B (a) P标记提升点的毒性2。5(7]。

近年来,已经有越来越兴趣点2。5这是一种严重威胁人类健康(8]。除了活性炭及改性介孔organosilica传统上用作吸附点的代理人2。5,微生物群落也成为媒体过滤的一个重要组成部分,可以探索和乳酸菌菌株作为bio-binding材料去除的点2。5(9]。乳酸菌从乳酸菌食品级微生物菌株,具有良好的肠道上皮细胞的粘附能力,因此对人体提供各种有益健康的好处(10]。之间的通信乳酸菌压力定义为益生菌和肠细胞可以阻止病原体的殖民化小肠和增强身体的免疫力11]。乳酸菌记录菌株诱变化合物有很好的吸附,因此作为抗癌或抗诱变剂的效果的生物制剂(12]。一些乳酸菌的诱变菌株也证明显著降低B (a) P通过绑定能力(13,14]。在我们的情况下,l .杆菌中金公司22135和l . pentosus中金公司23163表现出高效去除B (a) P的水介质(15]。此外,这样的乳酸菌菌株表现出良好的B (a) P绑定能力在淀粉模拟条件下,但他们的B (a) P绑定百分比取决于淀粉浓度(16]。研究表明细菌绑定多环芳烃的重要性,减少,这是最初的多环芳烃的浓度,影响细菌数量和媒体的pH值;尤其是最高减少有关B (a) P [17]。显然,的角色乳酸菌菌株在B (a) P绑定是受环境影响的,他们生存。到目前为止,很少有相关研究是否乳酸杆菌菌株仍然能够结合B (a) P点2。5复杂和多样化的颗粒物已经完成。因此,本研究旨在调查应变的可能性l .嗜酸的NCFM删除点2。5毒性的B (a) P绑定能力。可能影响因素这些测试菌株结合B (a) P也在模拟点培养时讨论2。5系统。成像的细胞形态l .嗜酸的NCFM模拟点2。5系统通过原子力显微镜(AFM)。

2。材料和方法

2.1。菌株

几个实验室菌株包括乳杆菌121年,明串珠菌属mesenteroidesDM1-2,嗜酸乳杆菌NCFM,乳酸菌paralimentarius412年,乳酸菌pentosusML32得到中国的工业文化中心集合(中金公司)和测试。

2.2。细菌悬浮液的制备

冻干制剂的压力转移到5毫升de Man-Rogosa-Sharpe(夫人)中首先激活在37°C,分别。然后,他们被接种到培养基夫人在37°C 12小时孵化接种物的4%。离心收集的细胞(4°C, 5000 rpm, 10分钟),用无菌水冲洗两次。这些测试菌株的细胞浓度终于适应了5×109在使用之前cfu /毫升。

2.3。准备两个B (a) P仿真系统
2.3.1。无机系统

PM2。5的无机成分简化人工无机系统。人工无机系统(1.0毫升)组成的100人μL B (a) P工作方案(10μg / mL), 300年μ硫酸钠溶液(100 Lμg / mL), 300年μ硫酸铵溶液(100 Lμg / mL), 100年μL无菌水的设计根据Dhananjay等人做了一些调整(5]。

2.3.2。有机系统

关于下午的有机成分2。5属于家庭PHA, PHA混合610 (EPA),从认证的化学测试实验室购买纯度≥98.5%,用于模拟B (a) P的有机系统。PHA组合由16个不同浓度的有机化合物,包括苯并[k]荧蒽99.37±1.4 mg / L,屈99.59±1.41 mg / L,菲98.9±1.31 mg / L,苯并[b]荧蒽202.3±2.69 mg / L,苝醌类化合物苯并[ghi] 200.6±2.67 mg / L,荧蒽198.3±2.64 mg / L,氟200.4±2.66 mg / L,萘的1000±3.74 mg / L,苊的991±6.1 mg / L,苊烯2018±12.31 mg / L,蒽101.2±1.34 mg / L,苯并[a]蒽99.98±1.41 mg / L,苯并[a]芘100.8±1.34 mg / L, dibenz [a, h]蒽202±2.86 mg / L, indeno [1、2、3 cd]芘98.61±1.39 mg / L,芘的100.6±1.33 mg / L。模拟有机系统的B (a) P是由100组成的μL pha (100μg / mL)和900年μL无菌水。

16种多环芳烃的分离在35分钟内表现出良好的线性范围0.10 - -5.00μg / mL, B (a) P的检测极限是0.90μ克/毫升(18,19]。

2.4。绑定测试菌株B (a) P在两个模拟系统
2.4.1。无机系统

人造无机系统(100μL) + 900μ包含1.0 L无菌水,μg / mL B (a) P,添加到1.0毫升细菌悬液。孵化后37°C 4人力资源,收集了上层清液离心(3000 r / min, 5分钟)。氯仿(500μL)添加到上层清液生产的有机相检测B (a) P。控制设计为1.0μ克/毫升溶液B (a) P没有细菌细胞。对于每一个样本,B (a) P通过高效液相色谱法检测下列条件:紫外检测波长290纳米,流动相的纯甲醇,选择室温作为列温度、流量的1.0 mL / min,注入体积为20.0μL (18]。

2.4.2。有机系统

我们选择100μL pha + 900μL无菌水被添加到1.0毫升细菌悬液。孵化后4小时37°C, B (a) P水平离心收集的上层清液中存在(3000 r / min, 5分钟)由高效液相色谱检测。控制是1.0μg / mL pha(1.0毫升)没有细菌细胞。B (a) P UV-detected在290 nm波长高效液相色谱法。乙腈和水作为流动相。列温度是室温1.0毫升/分钟的流量以及注入体积为20.0μl .梯度洗脱分析乙腈和B是水。60% + 40% B用于权力平等主义的洗脱了1分钟。后20分钟内从60%提升到100%,与100%的淋洗保持至少22分钟。然后,洗脱产物在8分钟减少到60%,与60%的10分钟。

2.4.3。绑定的菌株B (a) P

绑定的百分比检测细菌B (a) P计算根据以下方程: 在哪里Br代表的绑定率测试细菌细胞B (a) P (%);B年代表明B (a) P水平样本空白(μg / mL);和年代是B (a) P水平为每一个上层的收获从测试细菌培养(μg / mL)。

2.5。影响因素的能力l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P
2.5.1。培养时间的影响

模拟的无机或有机系统,l .嗜酸的NCFM是生长在两个系统的观察B (a) P绑定能力在不同培养时间37°C。在孵化后两个模拟系统10分钟,60分钟、240分钟、480分钟、1080分钟和1440分钟,分别的比例应变NCFM绑定B (a) P被检测到。

2.5.2。温度的影响

模拟的无机或有机系统,l .嗜酸的NCFM种植的两个模拟系统的观察B (a) P绑定能力在不同的孵化温度。的能力l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P是评估这一毒株在4°C的环境后,15°C, 23°C,分别为8小时和37°C。

2.5.3。pH值的影响

模拟的无机或有机系统,l .嗜酸的NCFM培养了两个模拟系统的观察B (a) P绑定能力在不同pH值在37°C。的能力l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P是评估这一毒株孵化后在pH值3,4,5,6,7,8,分别为8小时和9。样本调整到一个特定的使用脱气磷酸盐缓冲溶液pH值。

2.5.4。细胞浓度的影响

模拟的无机或有机系统,l .嗜酸的NCFM生长的两个模拟系统B (a) P绑定的观察能力在细胞浓度。l .嗜酸的NCFM被接种到两个模拟系统1×10的细胞浓度8cfu /毫升,1×109cfu /毫升,1×1010分别cfu /毫升。细胞浓度估计在文化是由比浊法(20.]。孵化后8小时37°C,应变的能力结合B (a) P是评估的细胞浓度。

2.6。最优参数l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P

根据2.5节,从两个模拟系统获得的最优条件。l .嗜酸的NCFM在最优培养条件最好的约束力的百分比来计算B (a) P。

2.7。原子力显微镜(AFM)分析

原子力显微镜用于观察的可能性l .嗜酸的NCFM (109cfu /毫升)结合B (a) P。四组准备如下。第一组是无机系统包含10μg / mL B (a) P和应变NCFM;第二次是10的有机系统μg / mL B (a) P和应变NCFM;第三是10μg / mL B (a) P方案加上应变NCFM;第四只细菌悬液的控制。这些混合物孵化37°C 1小时,然后稀释的最终浓度10μ克/毫升。5μL是采样和分散到云母的载体(PELCO云母片10毫米)在室温下干燥。AFM图像被使用扫描探针显微镜(NTEGRA光谱,NT-MDT有限公司,莫斯科,俄罗斯)的开发模式。

2.8。统计分析

三个复制每个实验完成。统计分析(方差分析)进行了使用SPSS 19.0统计软件。结果表示为意味着±标准差(SD)。统计的差异被认为是重要的时候 发生。

3所示。结果

3.1。的能力测试菌株结合B (a) P

如图1,五个测试细菌有不同能力结合B (a) P。l .嗜酸的NCFM显示最好的B (a) P的吸附能力,其次是121年应变,应变ML32,应变DM1-2,菌株412。60.00% B (a) P是受l .嗜酸的NCFM在目前的研究。正是看到了乳酸菌的绑定strain-dependent B (a) P。为了更好地理解各种因素的角色在决定B (a) P绑定,效率l .嗜酸的应变NCFM选择深造。

3.2。影响因素的能力l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P

几个因素包括孵化,孵化温度、pH值,已报告和细胞浓度直接影响潜在益生菌的可能性结合B (a) P如果他们呈现给不同媒体(21]。显示的可能潜力l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P点2。5我们设计了两个模拟系统,即。,inorganic and organic systems, as imaginary PM2。5观察B (a) P吸附能力的菌株受到各种变量。

3.2.1之上。培养时间

如图2比例最高的菌株NCFM绑定B (a) P模拟无机体系中培养时,这种细菌的96.34%为8小时。模拟无机体系而言,没有明确的相关性B (a) P绑定观察应变NCFM及其孵化的时间百分比(图2(一个))。然而,有机系统的绑定l .嗜酸的NCFM B (a) P是一个非常快速的过程。只花了10分钟,这种细菌将大多数B (a) P。25.66% B (a) P吸收这一毒株10分钟后孵化。它被绑定的比例应变NCFM无机系统B (a) P高于有机系统在同一培养时间。因此,组件的复杂点2。5会严重影响吸附的应变NCFM B (a) P。

3.2.2。温度

温度范围从4°C到37°C选择调查的角色孵化温度影响的能力l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P点2。5(图2 (b))。85.64% B (a) P是模拟受应变NCFM无机系统,但只有29.60%的B (a) P是绑定在模拟有机系统在37°C。在模拟系统中,然而,指出这是一个提升孵化温度是有帮助的l .嗜酸的NCFM绑定更多的B (a) P。

3.2.3。pH值

随着pH值范围从3至9而言,大多数B (a) P是受l .嗜酸的NCFM当pH值的模拟系统5(图2 (c))。应变NCFM绑定模拟B (a) P 94.11%无机系统pH值5和54.93%的B (a) P模拟有机体系pH值6。一个接近中度酸性介质周围似乎是有用的l .嗜酸的NCFM绑定更多的B (a) P点2。5,尽管这种细菌绑定B (a) P比模拟模拟无机体系的有机系统。

3.2.4。应变集中

很明显,l . NCFM嗜酸细胞浓度越高在模拟系统中,越B (a) P将绑定(图2 (d))。约53.75% B (a) P吸收应变NCFM时细胞浓度1×1010cfu /毫升的模拟无机系统,而41.85%的B (a) P是绑定在同一细胞浓度。

3.3。最优条件l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P

总结上述数据表明,应变NCFM能够结合B (a) P在无机或有机系统。中培养时,这种细菌的细胞浓度1×1010cfu /毫升在37°C的8小时无机体系pH值5,应变NCFM绑定B (a) P最高(92.74%)。最优参数应变NCFM绑定1×10 B (a) P10cfu /毫升细胞浓度和37°C的10分钟孵化的有机系统pH值6。大约73.00%的B (a) P吸收了在最优条件下这一毒株。从我们现有的数据,至少60.00% B (a) P可以删除的l .嗜酸的NCFM。很明显,l .嗜酸的NCFM应变能力可能有一个删除B (a) P点2。5。因此,消费应该对人类有益的益生菌的细菌减少点的伤害2。5

3.4。AFM分析

细胞的形态学测量了AFM接触模式,对照组的单细胞地形和三个实验小组获得(图3)。菌株的形态学NCFM绑定B (a) P模拟无机或有机系统的收缩和edge-damaged,而对照组的细胞光滑完整,显示正常乳酸杆菌细胞(数据3(一个)- - - - - -3 (d))。此外,结合细胞的表面粗糙度下降也观察到有机或无机系统(图3 (e))。

4所示。讨论

目前,公共部门采取监管行动减少温室气体排放,防止吸入为了应付点2。5问题(22),但是仍然没有好的解决方案减轻毒素对人体的伤害。到目前为止,各种物理和化学的方法试图减少点的伤害2。5人类的身体。作为一种新型的生物过滤介质,微生物已被用于室内和汽车空气净化器(9]。乳酸菌已经评估了其去除能力各种毒素,但很少被发现在文学的研究乳酸菌作为主要的生物过滤介质23]。我们目前的研究目的是利用乳酸菌菌株删除点的毒性2。5在B (a) P绑定能力。

我们以前的研究证实乳杆菌121年,明串珠菌属mesenteroidesDM1-2,嗜酸乳杆菌NCFM,乳酸菌paralimentarius412年,乳酸菌pentosusML32有良好的吸附影响B (a) P [21]。在我们目前的研究中,有趣的是,五个测试细菌表现出一定的能力结合B (a) P,和至少36.70%的B (a) P吸收这些乳酸菌菌株。此外,他们的B (a) P吸收能力是观察种专一性。在压力测试中,l .嗜酸的NCFM有最好的能力,结合B (a) P (60.0%)。作为潜在消毒药剂的黄曲霉毒素B1 (AFB1)和B (a) P的去除能力乳酸细菌菌株的诱变化合物不同于应变各种媒介环境。我们的结果是按照目前已报告(14,24]。

关于点的构成2。5,它包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、碳质颗粒,金属粒子,矿物质,多环芳烃(PAH)的家庭。目前的研究已经涉及,B (a) P是结肠癌的病原体之一(25]。流行病学研究提供证据表明饮食摄入与结直肠癌风险(相关的多环芳烃26]。在结肠肿瘤发生机制的问题由于B (a) P摄入,B (a) P可能导致微分诱导细胞色素P450在肝脏和结肠,结肠上皮细胞的恶性转化的能力也被记录(27,28]。乳酸菌主要是殖民大鼠的结肠和回肠,表明承诺在预防结肠癌癌在老鼠29日]。除了绑定B (a) P,乳酸菌发酵乳据报道菌株与金属离子相互作用通过绑定能力(30.]。类似的研究表明,乳酸杆菌压力有良好的结合能力在各种模拟环境中各种化学物质(16,31日]。有趣的是,这些研究证实B (a) P绑定效率取决于特异性的检查乳酸菌细胞结构。一些报告表明,真菌毒素的细胞壁的吸附乳酸菌可归因于他们的主要表面性质和疏水性(32,33]。此外,文献显示,微生物毒素的吸附主要取决于特定化学成分的细胞壁肽聚糖、磷壁酸,teichuronic酸的革兰氏阳性细菌34- - - - - -36]。因此,看来吸附乳酸菌依赖于疏水性和细胞壁结构。提醒是由于有限的结合位点在细胞壁绑定效率与不同的环境变化。大多数组件在下午2。5可以吸收乳酸菌细胞,但是之前的研究没有报道的有机和无机系统相似点2。5影响乳酸菌菌株结合B (a) P。达顿等人直接简化最复杂的组件环境分为两类,即。、有机和无机系统(37]。简化的系统很容易使我们能够评估点的毒性2。5补充了B (a) P。在我们的例子中,我们使用了有机和无机系统补充B (a) P在体外模拟点2。5。然后,测试的能力l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P点评估2。5。它被测试l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P, B (a) P绑定百分比高的模拟有机和无机系统。因此,它是假定从我们在体外测试,使用选定的乳酸细菌菌株的生物过滤器代理应该有潜在毒性的去除点2。5

许多研究状态的角色乳酸菌在吸收各种化学物质如赭曲霉毒素A和黄曲霉毒素主要取决于参数如孵化时间,培养温度、pH值和活细胞计数(31日]。黄曲霉素的稳定性B1-bacteria复杂似乎是种专一性(31日]。本研究证实,绑定霉菌毒素的百分比乳酸菌与培养时间(38]。Piotrowska发现三种乳酸菌物种的能力在消除赭曲霉毒素A,和加热高toxin-binding能力(39]。黄曲霉毒素B1受乳酸菌pH-dependent,和类似的发现也报道了塞拉诺et al。(40,41]。细菌浓度是强烈的其他因素影响多环芳烃的去除(17]。研究表明,去除黄曲霉毒素M1是影响微生物浓度(42]。因此,乳酸菌细胞的最大吸附苯并芘应该优化。在我们的示例中,优化条件如下:孵化温度37°C,孵化时间8小时,pH值为5,1×1010cfu /毫升无机系统。在这种情况下,92.74% B (a) P被移除l .嗜酸的NCFM。有机系统的pH值6l .嗜酸的NCFM结合73.00% B (a) P仅10分钟内这个菌株培养在37°C时细胞浓度1×1010cfu /毫升。在活的有机体内结肠,pH值稳定在6.8左右,和pH值的不平衡组织直接与癌症等疾病(43]。这些结果表明,乳酸菌嗜酸的NCFMTM可能预防结肠癌发展,嗜酸乳杆菌NCFMTM显著抑制AOM-induced结肠致癌剂量依赖性的方式(44]。这符合我们之前的观察,表明优化条件适合B (a) P绑定在结肠。

点的存在2。5导致了B (a) P-binding细胞的形态学改变,在我们的研究中观察到(图3)。类似的报告显示点2。5治疗破坏细菌细胞萎缩或遭受的完整性缺陷(15]。重要的是,细胞wall-prone地位下降因为细胞壁的主要成分是由肽聚糖(15]。这也符合我们之前的观察,显示更多的化合物中存在复杂的点2。5是受NCFM菌株细胞相比,B (a) P环境。因此,AFM分析进一步证明我们选择NCFM应变可以被用作预防剂减少PM2.5污染因其B (a) P绑定能力。

5。结论

5测试乳酸菌菌株显示B (a) P结合的能力在一定程度上,但是l .嗜酸的NCFM表现出最好的能力,结合B (a) P。至少60%的B (a) P是受这个益生菌细菌。这个过程的l .嗜酸的NCFM绑定B (a) P是影响孵化时间,培养温度、pH值、和细胞浓度。简化的点2。5无机和有机系统为我们提供了一个模型来评估角色的乳酸菌菌株在减少污染环境对人类的伤害。绑定的比例有显著差异l .嗜酸的NCFM B (a) P之间的两个模拟系统,但我们的在体外数据表明应变NCFM表现出良好的可能性去除模拟中存在的B (a) P点2。5。目前,环境污染的情况越来越严重,因此,使用益生菌来减轻环境危害将是一个新的尝试。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究部分是由中国国家自然科学基金(没有。31471710)和基础研究基金为中央大学(没有。2015 zcq-sw-05)。

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