《食品科学》：华南农业大学黎攀教授等：灭活芽孢杆菌DU-106对秀丽隐杆线虫的抗衰老作用

衰老指生命体随着年龄增长身体各个器官老化的过程，它是一个由多种调节途径和转录因子共同介导的生理过程，主要体现为机体功能衰退和患慢性疾病风险增加。氧化会产生大量的自由基，为减缓自由基引起的衰老，就需要通过抗氧化来抑制自由基的破坏性。芽孢杆菌（Bacillus sp.）DU-106是本课题组前期从酸奶中分离出的一株具有极高增殖能力的好氧型产乳酸芽孢杆菌，其具有良好的发酵特性，并且膳食补充芽孢杆菌DU-106具有降血脂、降血糖、抗腹泻和免疫调节的作用。

华南农业大学食品学院的张余威、赵文俊、黎攀*等人将芽孢杆菌DU-106进行灭活处理，利用体外自由基清除能力评价灭活芽孢杆菌DU-106的体外抗氧化活性；并基于秀丽隐杆线虫为模型，观察不同质量浓度灭活芽孢杆菌DU-106对线虫寿命、应激能力、体内抗氧化能力等指标的影响。旨在探讨灭活芽孢杆菌DU-106的抗衰老活性，以期开发安全的益生菌膳食补充剂，为益生菌在食品、保健品的开发提供理论依据。

1 灭活芽孢杆菌DU-106体外抗氧化能力评价

如图1所示，灭活芽孢杆菌DU-106质量浓度为0.5～5.0 mg/mL时，其自由基清除能力随质量浓度增大而增加。由图1可知，当灭活芽孢杆菌DU-106为5 mg/mL时，DPPH自由基、羟自由基、ABTS阳离子自由基和 O 2－· 自由基的清除率达到最大，分别为69.68%、89.03%、86.38%和49.27%。灭活芽孢杆菌DU-106具有较好的抗氧化能力，可为后续抗衰老实验提供数据支撑。

2 灭活芽孢杆菌DU-106对秀丽隐杆线虫寿命及活力影响

如表1和图2A所示，空白组秀丽隐杆线虫的中位生存时间为13.91 d，而灭活芽孢杆菌DU-106处理后秀丽隐杆线虫中位生存时间为15.38～18.37 d，延长了10.56%～32.06%。此外，灭活芽孢杆菌DU-106有效延长了秀丽隐杆线虫的平均寿命，且灭活芽孢杆菌DU-106高剂量组的平均寿命显著高于空白组（P＜0.05），同时，空白组中秀丽隐杆线虫的最长寿命为25 d，而灭活芽孢杆菌DU-106高剂量组最长寿命约达31 d，其延缓效果达到显著水平（P＜0.05）。结果表明，灭活芽 孢杆菌DU-106能有效延缓秀丽隐杆线虫的平均寿命。如图2B所示，在第0天和第4天，各组线虫活力差异不大，而第8天开始，空白组线虫活力低于阳性对照组和灭活芽孢杆菌DU-106中剂量和高剂量组，在第16天时候，空白组和灭活芽孢杆菌DU-106低剂量组在A状态下的线虫占比为0%，而阳性对照组、灭活芽孢杆菌DU-106中剂量和高剂量组占比分别为10.02%、6.16%和12.28%。

3灭活芽孢杆菌DU-106对秀丽隐杆线虫产卵量的影响

如图3A所示，秀丽隐杆线虫在72 h前产卵量较大，而72 h后产卵量下降明显。在48 h时，与空白组相比，灭活芽孢杆菌DU-106中剂量和高剂量组线虫产卵量发生了显著下降（P＜0.05）；如图3B所示，各组线虫总产卵量没有显著差异。灭活芽孢杆菌DU-106对线虫的繁殖能力没有抑制作用。

4灭活芽孢杆菌DU-106对秀丽隐杆线虫应激能力的影响

由图4A可知，在过氧化氢应激下，空白组的线虫的最长存活时间为11 h，而阳性对照组的最长存活时间为13 h，加入灭活芽孢杆菌DU-106组的线虫的最长存活时间也均高于11 h，达到13 h左右。说明灭活芽孢杆菌DU-106组的加入可提高线虫的抗氧化应激能力，进而延长秀丽隐杆线虫在过氧化氢应激条件下的存活时间。由图4B可知，在37 ℃环境下，空白组的线虫的最长存活时间为11 h，而阳性对照组和灭活芽孢杆菌DU-106组的秀丽隐杆线虫平均最长存活时间达到15 h；由图4C可 知，在紫外照射条件下，空白组的线虫最长存活时间为21 h，而灭活芽孢杆菌DU-106组及阳性对照组存活时间达到23～25 h，说明灭活芽孢杆菌DU-106可提高秀丽隐杆线虫的紫外应激能力，进而延长线虫的存活时间。综上，灭活芽孢杆菌DU-106均能提高线虫抗热应激、紫外应激和氧化应激的能力，这可能与灭活芽孢杆菌DU-106的抗氧化能力有关。

5灭活芽孢杆菌DU-106对秀丽隐杆线虫抗氧化水平的影响

由图5A可知，与空白组相比，阳性对照组和灭活芽孢杆菌DU-106低、中剂量组的ROS水平极显著降低；由图5B和图5C可知，与空白组相比，灭活芽孢杆菌DU-106提高了秀丽隐杆线虫体内的CAT和SOD水平，并呈剂量效应关系；图5D中空白组的GSH含量为72.15 μmol/m g pro，极显著低于其他各组（P＜0.01），说明灭活芽孢杆菌DU-106可提高线虫体内的GSH水平。本研究中灭活芽孢杆菌DU-106能提高线虫体内CAT、SOD和GSH的水平，降低ROS水平，从而减轻氧化损伤，进而起到抗衰老的效果。

6灭活芽孢杆菌DU-106对秀丽隐杆线虫体内脂褐素水平的影响

由图6可知，空白组线虫体内荧光强度更亮，说明线虫脂褐素堆积明显，而与空白组相比，阳性对照组和灭活芽孢杆菌DU-106处理组荧光强度减弱，其中高剂量组减弱效果更明 显，说明灭活芽孢杆菌DU-106可降低秀丽隐杆线虫体内脂褐素水平，从而延缓秀丽隐杆线虫的衰老。

目前对于益生菌抗氧化和抗衰老的相关研究已有大量报道，但是关于灭活益生菌的相关研究尚缺乏。由于个体差异（婴儿、老年人、成人）及环境因素（疾病、气候、饮食）的影响，益生菌的健康益处在不同个体之间存在较大的差异，甚至会危害机体健康，而灭活益生菌不受这一限制，可作为一种潜在的食品开发原料，其功能益处亟待研究。

秀丽隐杆线虫具有超过60%的人体疾病相关基因，常作为评价天然产物抗衰老作用的模型用于相关研究中。本研究通过评价灭活芽孢杆菌DU-106的抗衰老活性发现，灭活芽孢杆菌DU-106具有良好的自由基清除活性；在2.5、5、10 mg/mL质量浓度范围内，灭活芽孢杆菌DU-106能延长秀丽隐杆线虫的平均寿命、最长寿命，同时灭活芽孢杆菌DU-106提高了秀丽隐杆线虫抵抗应激能力。CAT、SOD、GSH和脂褐素水平也是评价氧化应激和衰老的重要指标，不同剂量的灭活芽孢杆菌DU-106均能提高秀丽隐杆线虫的CAT、SOD活性，推测这可能与线虫衰老相关基因daf-16、dnf-2有关。研究表明，秀丽隐杆线虫Daf-16转录因子转入细胞核后，能够激活下游靶基因，从而提高CAT、SOD等抗氧化酶活性，这被认为是秀丽隐杆线虫抗衰老的主要作用机制；另外，下调秀丽隐杆线虫daf-2和age-1基因的表达水平也能起到抗衰老的效果。在本研究中，灭活芽孢杆菌DU-106提高了秀丽隐杆线虫体内SOD活性，这可能是由于灭活芽孢杆菌DU-106激活daf-16基因以及抑制dnf-2和age-1基因的表达有关，但具体的抗衰老机制还需要进一步验证。另外，研究表明灭活益生菌发挥抗炎、抗氧化和免疫调节等功效的活性成分是β-葡聚糖、肽聚糖、胞外多糖、壁磷酸和磷脂酸等。本研究的局限性在于未能揭示灭活芽孢杆菌DU-106具体的发挥抗衰老效果的物质成分，还需要更进一步的研究。

综上所述，灭活芽孢杆菌DU-106具有较强的体外抗氧化能力，且在0～5 mg/mL范围内，随着质量浓度的增大，灭活芽孢杆菌DU-106的自由基清除率增强。灭活芽孢杆菌DU-106能有效延长秀丽隐杆线虫的平均寿命、最长寿命，显著减轻氧化损伤及降低脂褐素水平。在今后的研究中，需要进一步鉴定灭活芽孢杆菌发挥主要作用的抗衰老成分，并侧重揭示其中的抗衰老机制。

作者简介

通信作者：

黎攀，硕士生导师、首聘副教授，华南农业大学食品工程系副主任，依托国家现代农业产业技术体系（CARS-21），主要从事食源性多糖等天然活性组分与肠道菌群互作机制，及其改善人类健康等前沿交叉学科领域的研究，在肠道微生物与宿主代谢的调控机制等领域具有扎实的工作基础，并取得良好的研究成果。以第一作者/共同第一/通信作者在Carbohyd. Polym., Food Chem., Food Funct., Appl. Environ. Microbiol.等国际主流期刊上发表SCI论文24篇，其中一区TOP论文7篇，论文IF累计超过120，单篇最高引用80次，H-index为15; 主持广东省自然科学基金面上项目1项；获授权发明专利2件；获广东省科技进步二等奖（4/10）、广东省农业推广三等奖（1/6）、广东省轻工业联合会科技进步一等奖（2/15）等科技奖励5项。

第一作者：

张余威，中共党员，华南农业大学食品学院22级硕士研究生，研究方向为食品加工与安全，2022-2023年度学业成绩评比中，科研学习及各项综合成绩专业第四，班级第二。在研一上学期，成功以第一作者身份在Food Science杂志上发表论文一篇《灭活芽孢杆菌DU-106对秀丽隐杆线虫的抗衰老作用》。在微生物学通报以第二作者身份发表论文《芽孢杆菌DU-106裂解物对2,4-二硝基氟苯诱导的特应性皮炎小鼠的治疗作用》；在Joural of Ethnopharmacology 期刊，以第二作者身份发表论文《Probiotic-fermented Portulaca oleracea L. alleviated DNFB-induced atopic dermatitis by inhibiting the NF-κB signaling pathway》；具备申请国家奖学金资格及成绩，同时还荣获研究生学业一等奖学金。独立开展《花胶弹性蛋白结构及 功能特性、胶原蛋白的鉴定和即食花胶品质变化及其机制研究》项目，此外还接手了官栈最新几十种口味鲜炖花胶弹性蛋白的测定工作。作为班级团支书，我切实做好本职工作，在年度评选中，获得2022级硕士3班“先进团支部”称号；综合学习及工作表现，评优活动中，荣获校“优秀共青团干部”荣誉称号；此外，我作为队长，带领团队参加2023年华南农业大学“创客杯”大学生创新创业大赛，经过层层选拔，最终获得铜奖。同时也积极参加学校举办的各类学术竞赛和学术讲座，如第十二届综述大赛。同时我注重自身体育素质的培养，积极参加学校举办的定向越野比赛和运动会，在运动会女子接力赛中，荣获第七名。

本文《灭活芽孢杆菌DU-106对秀丽隐杆线虫的抗衰老作用 》 来源于《食品科学》2023年44卷第23期134-141页，作者： 张余威, 赵文俊, 李 伟杰, 杜冰, 黎攀 。 DOI: 10.7506/spkx1002-6630-202 21207-078 。 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑；宁波大学食品科学与工程学院 俞逸岚；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管重点实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年 8月 3—4 日，会议地点：中国 湖北 武汉。

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