江南大學徐巖團隊：白酒攝入對小鼠腸道Akkermansiamuciniphila數量的影響

　　摘要：白酒是我國優勢傳統發酵食品，經固態發酵蒸餾而來，富含微生物發酵產物。然而，作為一種酒精飲料，白酒過量飲用會導致酒精性肝臟疾病（alcoholic liver disease, ALD）。Akkermansia muciniphila是一種專性厭氧的革蘭氏陰性菌，為哺乳動物腸道中最豐富的微生物之一，被認為是新一代益生菌，同時是ALD發病過程中的關鍵微生物。該研究以C57BL/6J小鼠為研究對象，建立了白酒及酒精灌胃干預的小鼠模型；采用實時熒光定量PCR技術，使用系列濃度梯度的重組質粒構建標準曲線，建立了腸道A. muciniphila絕對定量的分析方法；測定了小鼠腸道A. muciniphila的數量隨白酒干預的變化規律，并比較了白酒干預與酒精干預之間的差異。結果表明，白酒與酒精攝入均會導致小鼠腸道A. muciniphila數量的減少，且隨造模時間逐步下降；同等酒精劑量條件下，白酒組小鼠腸道A. muciniphila的數量高于酒精組，暗示白酒中的成分可以保護酒精誘導的腸道A. muciniphila數量下降。該研究為A. muciniphila改善酒精引起相關損傷提供了理論基礎，并為挖掘白酒中有益活性物質的必要性以及為白酒中的活性物質提升腸道中有益微生物的數量及闡明活性物質的功能提供理論依據。

　　關鍵詞：Akkermansia muciniphila；腸道微生物；白酒；實時熒光定量PCR

　　主要結論

　　本研究通過純培養的方法篩選到了一株A. muciniphila模式菌株ATCC BAA-835，采用實時熒光定量PCR方法并使用重組質粒T-Akk作為標準品構建了標準曲線，并建立了腸道A. muciniphila的絕對定量方法，同時通過建立為期12周慢性白酒灌胃干預小鼠模型，測定了小鼠糞便中A. muciniphila的數量，探究了白酒干預對小鼠腸道中A. muciniphila數量的影響以及與酒精干預之間的差異。結果發現，白酒與酒精攝入均會導致小鼠腸道A. muciniphila數量的降低；相同酒精攝入劑量條件下，白酒喂養與純酒精喂養相比能夠減緩A. muciniphila的損失程度，說明白酒中含有可以增加A. muciniphila數量的活性物質。然而白酒中何種生物活性物質保護了A. muciniphila數量的下降及其保護機制仍需進一步探索。本研究體現了挖掘白酒中生物活性物質的價值與必要性，并為A. muciniphila作為下一代益生菌改善酒精引起的各種損傷提供了科學依據。此外，本研究使用了重組質粒作為標準品進行標準曲線構建，相比于傳統方式中使用A. muciniphila基因組為標準品制備標準曲線更為簡便、快速。

　　a-陽性菌落鑒定結果；b-菌落測序結果（部分序列）

　　圖1 菌落鑒定及測序結果

　　Fig.1 Colony identification and sequencing results

　　圖2 標準曲線

　　Fig.2 Standard curve

　　圖3 小鼠糞便中A. muciniphila豐度隨時間變化規律

　　Fig.3 Changes in the abundance of A. muciniphila in mice faeces over time

　　表1 干預前后小鼠糞便中A. muciniphila豐度下降比率

　　Table 1 The decrease rate of A. muciniphila before and after intervention

　　團隊介紹

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　　江南大學釀造微生物與應用酶學研究室主要針對工業生物產業中發酵工程領域和工業生物催化領域中關鍵科學技術問題，在研究發酵工程與生物催化技術、釀酒微生物學與微生物分子酶學的過程中，研究和發現釀造過程中重要功能微生物與關鍵酶、群體微生物的結構與特征，探索微生物代謝發酵途徑和調控機制和酶分子改造與酶催化機理，對其中重要微生物和酶在分子水平上進行認識與改造，產業基礎的發酵技術的應用，實現傳統產業的改造和提升，新的工業生物催化過程與系統的建立。

　　近年來先后承擔及參與國家重點研發計劃3項、國家重點基礎研究發展計劃(973)項目4項、國家高技術研究發展計劃(863)項目9項、國家科技支撐計劃4項、國家自然科學基金（重點、面上、青年）項目30余項、泰山學者崗位計劃等國家和省部級科研項目。研究成果獲國家技術發明二等獎（2013）、中國專利銀獎（2018）、中國商業聯合會科學技術獎特等獎（2013）、中國輕工業聯合會科技進步一等獎（2019、2015、2011）、教育部技術發明一等獎（2008）、江蘇科技進步一等獎（2006）等省（部）級以上獎勵20余項。在發酵工程、酶工程領域發表高水平SCI論文274余篇(其中1區2區文章112篇，TOP期刊82篇，封面文章11篇)，授權發明專利授權95項、其中國際專利9項，出版《發酵工程》、《現代白酒釀造微生物學》、《酶工程原理與技術》、《酒類風味化學》、《葡萄酒風味化學》、《葡萄酒釀造微生物學》、《發酵食品微生物學》、Fermented Beverage Production (Springer)、Alcoholic beverages: sensory evaluation and consumer research、Biotechnology of Microbial Enzymes(nova Science Publishers)、Science and Engineering of Chinese Liquor (Baijiu): Microbiology, Chemistry and Process Technology等專（譯）著17部。

　　本研究室結合國際生物技術學術前沿，圍繞國家產業需求為目標開展研究。與國內知名工業生物技術企業建立合作平臺和產學研合作關系，科研成果在茅臺集團、五糧液集團、瀘州老窖集團、山西杏花村汾酒集團、洋河集團、今世緣集團、煙臺張裕葡萄酒公司、古越龍山紹興酒公司等中國優勢傳統釀酒產業，夏盛實業集團、泰興一鳴、深圳綠維康、無錫賽德等工業酶制劑產業、以及多家生物香料等食品添加劑企業中形成了明顯的經濟和社會效益。

　　研究室現有教授（研究員）10人，副教授（副研究員）6人，兼職教授3人，博士研究生、碩士研究生100余人。研究室與美國Rutgers University、University of Columbia、Oregon State University、UC Davis、瑞士Eidgenossische Technische Hochschule Zürich、法國農業科學研究院、日本京都大學等相關研究機構進行人才培養和合作研究。

　　團隊負責人

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　　徐 巖，教授、博士生導師、江南大學副校長，美國化學學會(ACS)農業與食品化學部Fellow、教育部長江學者與創新團隊的發展計劃團隊帶頭人、首批教育部新世紀優秀人才、全國優秀教師、享受國務院政府特殊津貼。徐巖教授目前擔任江南大學釀酒科學與酶技術中心主任、中國酒業協會副理事長，中國釀酒工業協會白酒技術委員會副主任，中國蒸餾酒產業技術創新戰略委員會理事長。擔任Systems Microbiology and Biomanufacturing期刊主編，Bioresouce and Bioprocess、微生物學報、食品生物技術等多本學術期刊編委。

　　徐巖教授主要從事釀造科學與工業酶學領域科學研究，通過在釀造發酵過程中群體微生物結構與功能、微生物及其代謝機理、微生物新酶及其分子改造等研究工作，從基因組學、蛋白組學和代謝組學的水平上，解析微生物發酵機制、探索微生物酶蛋白的結構與催化功能的相互關系，提升和改造傳統發酵工藝，采用發酵技術和酶技術發掘和延展新的生物制造過程，滿足工業生物制造的需求。

　　徐巖教授先后主持國家十三五重點研發計劃項目、“973計劃”、“863 計劃”、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金（重點項目）等國家級重大科研項目18項。發表高水平SCI論文270余篇（TOP級期刊論文82篇），申請國家發明專利150余項（其中國際專利11項），授權90余項（其中國際專利9項）。在傳統發酵工程領域，針對中國傳統釀造等相關產業的技術水平，形成的風味導向學術思想，成果輻射全國，推動了產業的改造。在包括茅臺、五糧液、洋河等40余家全國知名白酒企業實現科技成果轉化。在食品生物技術領域，開發的高效安全焙烤專用脂肪酶打破國際壟斷，實現在3家企業產業化規模發酵制備與應用效果顯著。研究成果以第一完成人榮獲國家技術發明二等獎，中國專利銀獎、中國輕工業聯合會技術進步獎一等獎，中國商業聯合會科學技術獎特等獎等國家級及省部級獎勵13項。