益生菌-LactobacilluscaseiZhang(LCZ)
LCZ功能主要为：预防肠道感染、调节肠道菌群；提高机体免疫力；调节血脂代谢、保护肝脏、降低肿瘤发生风险；预防糖尿病等。
2002年，LCZ分离自内蒙古锡林郭勒大草原酸马奶，2008年发现其具有耐酸耐胆盐活性，并从基因组学，蛋白质组学探索LCZ的作用机制，随后几年陆续发现干酪乳酸杆菌具有免疫调节活性、降血脂作用、调节人体肠道菌群年轻化、改善糖耐量受损、预防高血糖等作用。目前，围绕该菌株共获得奖励4项，发明专利14项，发表论文90余篇。
中国健康人群肠道微生物研究
为了更好理解LCZ与人肠道微生物的共生关系，对中国健康人群肠道微生物进行了研究：
2010年，从中国9个省份采集道汉族、蒙古族、藏族、维吾尔族等7个民族314份健康志愿者的粪便样品，应用454焦磷酸测序技术揭示了中国人群不同于西方的肠道微生物群里结构，第一次提出了中国人群肠道微生物是以Phascolarctobacterium(考拉杆菌)为优势菌群的群落结构，具有更为复杂和多样的特征，且受遗传基因和饮食习惯影响。
其中，以110名蒙古人为研究对象（其中63人来自蒙古过，47人来自中国内蒙古），采用HiSeq4000测序平台构建蒙古人群肠道微生物宏基因集，并与汉族、欧洲人群进行比较的对蒙古族肠道菌群基因水平特征的研究，发现了蒙古人特有的肠道微生物基因集，包括氨基酸代谢，碳水化合物代谢、能量代谢、脂代谢、多糖生物合成和代谢，这与他们独特的遗传特征、饮食习惯及居住环境息息相关。
蒙古人肠道中富集产气柯林斯菌，据报道这种细菌可能是心血管和脑血管发病率的主要原因。
现在我们大概了解了我国人民肠道菌群的特征，那么益生菌与肠道微生物是如何相互作用的呢？孙老师主要介绍了LCZ在痛风患者和结肠癌患者中的一些研究结果。
痛风患者肠道菌群结构及其预测模型的建立
痛风是一种单钠尿酸盐沉积导致的晶体相关性关节病，与嘌呤代谢紊乱和（或）尿酸排泄减少所致的高尿酸血症直接相关，属代谢性风湿病范畴。可并发肾脏病、关节破坏，伴发高脂血症、高血压病、糖尿病、动脉硬化及冠心病等。
目前我国高尿酸血症的患病率为5%-23.4%，痛风的患病率在1%-3%，并呈逐年上升趋势，严重危害广大人民群众的健康。
研究共征集83名志愿者（35名重度痛风病患者，33名健康志愿者和15名患有痛风病风险的志愿者），从肠道菌群物种和功能揭示了痛风患者和健康人在肠道菌群结构上存在显著差异，且微生物多样性显著低于健康人。
研究发现，痛风患者肠道內缺少Faecalibacteriumprausnitzii菌种和Clostridium类丁酸产生菌，却富含Bacteroidescaccae和Bacteroidesxylanisolvens。基于差异性物种和功能单元，构建了预测痛风疾病的微生物模型。
在嘌呤代谢途径上，痛风患者肠道菌群合成嘌呤的能力减弱而代谢嘌呤生成尿酸的能力增强。而且能够分解尿酸生成尿素的尿囊素酶含量较健康人显著降低，这些变化最终导致尿酸堆积形成痛风疾病。
益生菌-L.caseiZhang对人体肠道菌群的调节
为了评估L.caseiZhang对人肠道菌群多样性的影响，征集了24名健康志愿者并依据年龄将24人分为老年组，中年族和青年组三组，在试验期间，志愿者连续28天每天服用含有L.caseiZhang的片剂，分析评价该益生菌在志愿者肠道的存活定植以及菌株对志愿者肠道菌多样性的影响。
服用L.caseiZhang14天后，粪便中该菌株含量达到8.41±0.681gCFU/g，到28天时为8.55±0.571gCFU/g。对于不同年龄的人而言，青年人群粪便中的活菌数＞老年人群＞中年人群。当停止口服L.caseiZhang14天时粪便中活菌仍然保持在10的5次方数量级。
研究结果提示摄入L.caseiZhang能显著改善志愿者肠道菌群结构，使中年人肠道菌群年轻化，并显著提高志愿者体内Bifidobacterium和Lactobacillus等标志性有益菌群的水平，同时减少Clostridium、Escherichia和Serratia等有害菌群的水平。
为了进一步探讨LCZ如何与肠道微生物共生，我们采用了宏基因组和宏转录组联合分析的方法对益生机制进行剖析：
益生菌L.caseiZhang改变人体肠道微生物转录组
1.摄入L.caseiZhang，基于宏基因组样品间的相关性分析和主成分分析，结果均表明益生菌摄入对肠道菌群带来的影响要远小于个体之间的差异。
2.摄入益生菌L.caseiZhang14天和28天后宏转录组数据表明，不同时间点的样品存在一定的聚类趋势，但这种改变在种的水平并不显著。
3.表明益生菌L.caseiZhang的摄入改变肠道菌群基因表达的模式，而不改变特定菌群3的数量。
益生菌LCZ预防结肠癌形成
采用AOM炎症性肠癌小鼠模型，AOM是肠道特异性致癌剂，可以诱导肠道上皮细胞的异常增殖和突变，DSS是促炎剂，多个DSS致炎循环可以促进肠癌的发生。
动物实验分为正常对照组（NC），结肠癌模型组（CC）和益生菌L.caseiZhang组（ZA）,益生菌从AOM主诉3天后开始干预直到实验结束。
益生菌LCZ干预可以降低AOM/DSS肠癌小鼠的肠道肿瘤数量；益生菌LCZ干预可以延缓肿瘤的变大。
益生菌LCZ对血清骨钙素和脂联素水平的影响
益生菌LCZ干预显著增加了血清脂联素水平，血清脂联素被认为是具有抑癌作用的生物标记物。
益生菌LCZ干预显著增加了血清骨钙素水平，血清骨钙素被认为是抵抗慢性炎症的潜在生物标记物。
益生菌LCZ降低结肠癌发生的严重程度
益生菌LCZ摄入显著减少了肠道上皮的异常增殖，降低了肠道肿瘤病理学分级，并延缓肿瘤的形成和癌症的严重程度。
益生菌LCZ从属水平调节肠道菌群预防结肠癌
益生菌LCZ干预能够降低癌症风险细菌Helicobacter和Dorea的丰度（p＜0.05）。
益生菌干预增加了乳杆菌属细菌的数量和拟杆菌门中Allprevotella和Odoribacter数量，这些菌种功能未知；
以往研究表明O.valericigenes在健康人中比IBD人群中丰富度高。
益生菌LCZ调节短链脂肪酸水平预防结肠癌
结肠癌小鼠短链脂肪酸水平乙酸，丁酸等显著降低。益生菌LCZ干预显著增加了盲肠丁酸的含量；短链脂肪酸的增加可以降低肠道炎症水平，而且具有累加效应。
益生菌LCZ预防结肠癌可能的机理
益生菌的调节机制较为复杂，调节菌群后直接影响了场地丁酸的产生，丁酸进而激活了TGF-β/CLIC4信号通路，还影响了氯离子的浓度，激活了CLCN3/NF-κB通路，这两个可以产生抗炎作用，此外还影响了肠道紧密连接蛋白Claudin15的表达，保持了肠上皮黏膜的完整性，减少了肠道细胞的异常增殖，这些都是预防结肠癌作用的分子机制。
基于宏基因组学对益生菌在动物健康的研究
对饲喂抗生素，饲喂益生菌以及对照三组肉鸡肠道菌群宏基因组学分析结果显示。饲喂益生乳酸菌组鸡肠道成熟度提前50°，降低料肉比，提高饲料转化率；促进肠道菌群的成熟是益生菌作用的机制，营养物质的消化吸收，免疫，生长性能。
基于宏基因组学对益生菌、奶牛肠道菌群及乳房炎关系的研究显示奶牛乳房炎不是由于单一病原菌的感染导致的，而是由于肠道菌群的不平衡所致，益生菌通过平衡肠道菌群达到预防和治疗乳房炎的效果。
目前，LCZ以广泛应用于乳业，畜牧业和医疗业，小编相信，不久的将来它的应用将更加广泛，也将为人类带来更多好处~
