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微生物代谢物调控细胞通路研究2026-07-08 08:30:14

这些技术的应用,能最大限度保留微生物衍生物中对细胞生长至关重要的关键生物活性化合物,与细胞无血清培养基的配方设计、批次稳定性、规模化生产密切相关,从而为生物技术领域相关应用的产品安全性与质量稳定性提供可靠保障。目前,通过不同制备方式获得的微生物衍生物也有所不同,主要包括CFS、菌体裂解物以及菌体水解物。CFS主要通过离心技术将含有代谢活性产物的上清液与菌体分离,得到粗上清液;菌体裂解物的制备核心在于通过物理、化学、生物方法实现菌体的高效破壁;菌体裂解后,利用酶法进一步水解即可得到菌体水解物。不同制备方式获取的微生物衍生物,其蕴含的营养因子各不相同,因此在无血清培养基配方研发中,可针对性减少某些营养因子的添加量,与微生物衍生物形成营养互补,实现细胞的精准营养供给。

无细胞上清液CFS指微生物发酵结束后,通过离心或过滤等方法去除菌体后,得到的澄清液体部分,不含胞内物质,主要为微生物分泌型代谢物,如多糖、有机酸、功能性蛋白等。CFS通常具有明确的信号通路调控功能,如免疫调节、抗炎、抗凋亡等,可用于细胞功能的精准调控。Lee等研究发现,罗伊氏乳杆菌的CFS中,代谢物N-氨基甲酰谷氨酸不仅能显著促进肠干细胞生长,还可保护由干扰素-γ与肿瘤坏死因子α共同诱导的肠类器官炎症反应。含丁酸盐的丁酸梭菌CFS处理Caco-2细胞时,可通过上调表皮生长因子HBEGF与AREG的表达,活化肠上皮细胞EGFR信号通路,进而实现肠屏障保护并缓解DSS诱导的实验性结肠炎。
 
此外,乳酸乳球菌的CFS能诱导肿瘤坏死因子的表达与分泌,促进免疫细胞增殖,同时加速血管生成。发酵粘液乳杆菌上清液中含高浓度的烟酰胺,其可以通过降低活性氧水平、稳定线粒体膜电位和增加NAD/NADH比率来保护细胞免受氧化损伤。与菌体裂解物和菌体水解物相比,CFS的制备工艺相对简单,主要涉及固液分离,活性成分功能明确,易于进行机理研究和靶向应用,不含菌体碎片与复杂胞内物质,成分背景相对清晰,下游纯化目标明确。
 
出自《微生物衍生物在细胞精准营养中的调控作用研究进展》作者李康倩,叶青华,吴清平。