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文章背景简介
BACKGROUND INTRODUCTION
尿酸的生成、吸收和排泄、分解之间存在着动态平衡，当生物体内尿酸生成增加或尿酸排泄受损导致血液中尿酸过多时会引发高尿酸血症（HUA）。HUA是是继高血压、高脂血症和高血糖症之后的第四大常见基础代谢疾病，且患病人群趋于年轻化。
现代医学认为，HUA主要与摄入富含嘌呤、果糖和蛋白质的饮食有关，引发嘌呤代谢紊乱，导致嘌呤代谢终产物尿酸紊乱和失衡，尿酸在血液中积累并升高，可导致一系列不良反应和肾脏等器官损害。目前市面上治疗HUA的药物不仅品种有限，而且普遍具有一定的毒副作用，会引起严重的肝肾损伤和心血管副作用，甚至出现了多起死亡案例。西药不良反应较多无法达到安全理想的治疗目的，而药食同源治疗不良反应小且效果明显，逐渐开始被重视起来。
最近的研究表明，HUA与肠道菌群变化之间存在重要联系。HUA影响肠上皮完整性和肠道微生物稳态，肠道菌群及其代谢产物在人体尿酸代谢中起重要作用：肠道菌群可参与嘌呤的吸收、尿酸酶的合成，影响肠黏膜屏障，直接或间接参与尿酸的产生和排泄。持续的高尿酸水平会诱发肠道慢性炎症，从而导致菌群的种类、数量和分布发生变化。肠道菌群的改变可加重肠道慢性炎症，导致肠内壁损伤，肠道通透性改变，阻碍尿酸的正常吸收和运输，最终导致血尿酸水平升高。此外，肠道微生物群通过其代用品在嘌呤代谢中发挥作用。肠道细菌还通过产生代谢物影响肠道中负责运输尿酸的蛋白质的活性，从而在嘌呤分解中发挥作用，最终控制血液中尿酸的水平。此外，肠道细菌有能力将UA转化为非常可溶性的尿囊素，也可以产生SCFAs来控制尿酸的代谢。因此，肠道菌群中尿酸失衡的存在或缺乏都会影响尿酸的消除，导致血清尿酸水平升高，最终导致高尿酸血症。
益生菌是肠道微生物发挥健康调节的重要组成，根据联合国粮食及农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合专家委员会的定义，益生菌是一种活的微生物，当摄入足够的量时，对宿主的健康有有益的影响。益生菌能够在人体肠道和生殖道中定植，在调节脂质、葡萄糖和尿酸代谢方面发挥关键作用。
2012年，人们首次提出了后生元（postbiotics）的概念，将其定义为对宿主健康有益的失活微生物和或微生物成分，其中包括发酵过程中产生的代谢物、发酵底物分解释放的活性小分子以及死亡和裂解的细胞组分。2021年5月，国际益生菌与益生元科学学会发布了关于后生元的共识声明，使后生元成为肠道微生态学领域的一个全球关注的类别，并将后生元定义为“对宿主健康有益的无生命微生物和或其成分的制剂”。与活菌（益生菌）相比，后生元表现出更高的稳定性、更长的保质期、更容易储存和运输，以及更高的安全性，特别是对于益生菌活培养物可能构成潜在风险的敏感人群，后生元通常更容易被肠道吸收，从而提高其利用率。
枸杞（Lycium barbarum L.）属于茄科植物，属于经典的药食同源材料，具有多种健康益处，不仅可以加工成食品，而且在传统中医中也被用来滋肝养肾，《本草纲目》记载：“枸杞，补肾生精，养肝，明目，坚精骨，去疲劳，易颜色，变白，明目安神，令人长寿。” 。益生菌发酵的水果、蔬菜和乳制品在市场上大量存在，益生菌发酵产品不仅保留原有材料的营养健康成分，而且会产生新的独特风味、营养成分和健康功效。天津科技大学罗学刚教授团队在研究中，从天然枸杞酵素中筛选获得了多个具有优良活性的益生菌新菌株，并已获得多项授权发明专利。为了进一步探究从天然枸杞酵素中筛选出的益生菌及其后生元对高尿酸血症小鼠尿酸代谢及肠道微生物组成的影响，该团队进一步开展了相关研究，并于近期在《Foods》杂志（IF=5.2，Q1）发表了题为“Postbiotic of Pediococcus acidilactici GQ01,a Novel Probiotic Strain Isolated from Natural Fermented Wolfberry,Attenuates Hyperuricaemia in Mice through Modulating Uric Acid Metabolism and Gut Microbiota”的文章，首次报道了从天然枸杞酵素中筛选出具有降血尿酸功能的益生菌（乳酸片球菌），并对益生菌（乳酸片球菌）及其后生元对高尿酸血症小鼠的降尿酸作用机制及肠道微生物组成进行了研究。博士生任璐为本文第一作者、罗学刚教授为通讯作者。
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所用到的主要方法
METHODS
1. 乳酸片球菌GQ01的分离、鉴定和培养
2. 乳酸片球菌GQ01的生长动力学和有机酸产量的测定
3. 动物实验
4. 生化指标测定和组织病理学分析
5. RT-PCR
6. Western Blot
7. 气相色谱法
8. 16S rDNA测序
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文章主要内容摘要
ABSTRACT
高尿酸血症(HUA)是一种嘌呤代谢紊乱，表现为尿酸生成增加和尿酸排泄减少以及肠道菌群结构的改变。目前用于治疗HUA的药物大多有明显的副作用，寻找一种无副作用的治疗HUA的方法至关重要。本研究从天然枸杞酵素中筛选出一株乳酸片球菌GQ01，研究了活菌GQ01及其后生元G1PB对HUA的影响。结果表明，GQ01和G1PB均能有效降低HUA小鼠模型血尿酸、肌酐和尿素氮水平，乳酸片球菌GQ01对腺苷脱氨酶（ADA）活性的抑制效果更好，而后生元G1PB对黄嘌呤氧化酶（XOD）活性的抑制效果更好。
同时，GQ01和G1PB能够改善肝肾组织损伤，上调肾脏中ABCG2和肝脏中XOD基因的表达，下调肾脏中URAT1和GLUT9蛋白的表达，从而通过减少尿酸的重吸收和增加尿酸的排泄来降低小鼠血尿酸值。此外，GQ01和G1PB均可调节HUA小鼠肠道菌群结构，使功能失调的肠道成分恢复正常。并且，乳酸片球菌GQ01及其后生元G1PB可提高肠道中短链脂肪酸乙酸、丙酸和丁酸水平，改善肠道功能，维持肠道稳态。总的来说，从天然枸杞酵素中筛选出的乳酸片球菌GQ01及其G1PB后生元可开发为改善高尿酸血症的功能性食品或药物。
简而言之，本研究的主要内容有：
1. 菌株筛选、鉴定及生化特性研究
2. 乳酸片球菌GQ01及其后生元G1PB对HUA小鼠体重，血尿酸、血肌酐和血尿素氮的影响
3. 乳酸片球菌GQ01及其后生元G1PB对HUA小鼠ADA和XOD活性的影响
4. 乳酸片球菌GQ01及其后生元G1PB对HUA小鼠肝脏和肾脏的影响
5. 乳酸片球菌GQ01及其后生元G1PB对调控尿酸重吸收、排泄相关基因和蛋白表达的影响
6. 乳酸片球菌GQ01及其后生元G1PB对SCFAs和肠道微菌群的影响
