江南大学徐岩团队：白酒摄入对小鼠肠道Akkermansiamuciniphila数量的影响

　　摘要：白酒是我国优势传统发酵食品，经固态发酵蒸馏而来，富含微生物发酵产物。然而，作为一种酒精饮料，白酒过量饮用会导致酒精性肝脏疾病（alcoholic liver disease, ALD）。Akkermansia muciniphila是一种专性厌氧的革兰氏阴性菌，为哺乳动物肠道中最丰富的微生物之一，被认为是新一代益生菌，同时是ALD发病过程中的关键微生物。该研究以C57BL/6J小鼠为研究对象，建立了白酒及酒精灌胃干预的小鼠模型；采用实时荧光定量PCR技术，使用系列浓度梯度的重组质粒构建标准曲线，建立了肠道A. muciniphila绝对定量的分析方法；测定了小鼠肠道A. muciniphila的数量随白酒干预的变化规律，并比较了白酒干预与酒精干预之间的差异。结果表明，白酒与酒精摄入均会导致小鼠肠道A. muciniphila数量的减少，且随造模时间逐步下降；同等酒精剂量条件下，白酒组小鼠肠道A. muciniphila的数量高于酒精组，暗示白酒中的成分可以保护酒精诱导的肠道A. muciniphila数量下降。该研究为A. muciniphila改善酒精引起相关损伤提供了理论基础，并为挖掘白酒中有益活性物质的必要性以及为白酒中的活性物质提升肠道中有益微生物的数量及阐明活性物质的功能提供理论依据。

　　关键词：Akkermansia muciniphila；肠道微生物；白酒；实时荧光定量PCR

　　主要结论

　　本研究通过纯培养的方法筛选到了一株A. muciniphila模式菌株ATCC BAA-835，采用实时荧光定量PCR方法并使用重组质粒T-Akk作为标准品构建了标准曲线，并建立了肠道A. muciniphila的绝对定量方法，同时通过建立为期12周慢性白酒灌胃干预小鼠模型，测定了小鼠粪便中A. muciniphila的数量，探究了白酒干预对小鼠肠道中A. muciniphila数量的影响以及与酒精干预之间的差异。结果发现，白酒与酒精摄入均会导致小鼠肠道A. muciniphila数量的降低；相同酒精摄入剂量条件下，白酒喂养与纯酒精喂养相比能够减缓A. muciniphila的损失程度，说明白酒中含有可以增加A. muciniphila数量的活性物质。然而白酒中何种生物活性物质保护了A. muciniphila数量的下降及其保护机制仍需进一步探索。本研究体现了挖掘白酒中生物活性物质的价值与必要性，并为A. muciniphila作为下一代益生菌改善酒精引起的各种损伤提供了科学依据。此外，本研究使用了重组质粒作为标准品进行标准曲线构建，相比于传统方式中使用A. muciniphila基因组为标准品制备标准曲线更为简便、快速。

　　a-阳性菌落鉴定结果；b-菌落测序结果（部分序列）

　　图1 菌落鉴定及测序结果

　　Fig.1 Colony identification and sequencing results

　　图2 标准曲线

　　Fig.2 Standard curve

　　图3 小鼠粪便中A. muciniphila丰度随时间变化规律

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

　　表1 干预前后小鼠粪便中A. muciniphila丰度下降比率

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

　　团队介绍

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　　江南大学酿造微生物与应用酶学研究室主要针对工业生物产业中发酵工程领域和工业生物催化领域中关键科学技术问题，在研究发酵工程与生物催化技术、酿酒微生物学与微生物分子酶学的过程中，研究和发现酿造过程中重要功能微生物与关键酶、群体微生物的结构与特征，探索微生物代谢发酵途径和调控机制和酶分子改造与酶催化机理，对其中重要微生物和酶在分子水平上进行认识与改造，产业基础的发酵技术的应用，实现传统产业的改造和提升，新的工业生物催化过程与系统的建立。

　　近年来先后承担及参与国家重点研发计划3项、国家重点基础研究发展计划(973)项目4项、国家高技术研究发展计划(863)项目9项、国家科技支撑计划4项、国家自然科学基金（重点、面上、青年）项目30余项、泰山学者岗位计划等国家和省部级科研项目。研究成果获国家技术发明二等奖（2013）、中国专利银奖（2018）、中国商业联合会科学技术奖特等奖（2013）、中国轻工业联合会科技进步一等奖（2019、2015、2011）、教育部技术发明一等奖（2008）、江苏科技进步一等奖（2006）等省（部）级以上奖励20余项。在发酵工程、酶工程领域发表高水平SCI论文274余篇(其中1区2区文章112篇，TOP期刊82篇，封面文章11篇)，授权发明专利授权95项、其中国际专利9项，出版《发酵工程》、《现代白酒酿造微生物学》、《酶工程原理与技术》、《酒类风味化学》、《葡萄酒风味化学》、《葡萄酒酿造微生物学》、《发酵食品微生物学》、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等专（译）著17部。

　　本研究室结合国际生物技术学术前沿，围绕国家产业需求为目标开展研究。与国内知名工业生物技术企业建立合作平台和产学研合作关系，科研成果在茅台集团、五粮液集团、泸州老窖集团、山西杏花村汾酒集团、洋河集团、今世缘集团、烟台张裕葡萄酒公司、古越龙山绍兴酒公司等中国优势传统酿酒产业，夏盛实业集团、泰兴一鸣、深圳绿维康、无锡赛德等工业酶制剂产业、以及多家生物香料等食品添加剂企业中形成了明显的经济和社会效益。

　　研究室现有教授（研究员）10人，副教授（副研究员）6人，兼职教授3人，博士研究生、硕士研究生100余人。研究室与美国Rutgers University、University of Columbia、Oregon State University、UC Davis、瑞士Eidgenossische Technische Hochschule Zürich、法国农业科学研究院、日本京都大学等相关研究机构进行人才培养和合作研究。

　　团队负责人

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　　徐 岩，教授、博士生导师、江南大学副校长，美国化学学会(ACS)农业与食品化学部Fellow、教育部长江学者与创新团队的发展计划团队带头人、首批教育部新世纪优秀人才、全国优秀教师、享受国务院政府特殊津贴。徐岩教授目前担任江南大学酿酒科学与酶技术中心主任、中国酒业协会副理事长，中国酿酒工业协会白酒技术委员会副主任，中国蒸馏酒产业技术创新战略委员会理事长。担任Systems Microbiology and Biomanufacturing期刊主编，Bioresouce and Bioprocess、微生物学报、食品生物技术等多本学术期刊编委。

　　徐岩教授主要从事酿造科学与工业酶学领域科学研究，通过在酿造发酵过程中群体微生物结构与功能、微生物及其代谢机理、微生物新酶及其分子改造等研究工作，从基因组学、蛋白组学和代谢组学的水平上，解析微生物发酵机制、探索微生物酶蛋白的结构与催化功能的相互关系，提升和改造传统发酵工艺，采用发酵技术和酶技术发掘和延展新的生物制造过程，满足工业生物制造的需求。

　　徐岩教授先后主持国家十三五重点研发计划项目、“973计划”、“863 计划”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金（重点项目）等国家级重大科研项目18项。发表高水平SCI论文270余篇（TOP级期刊论文82篇），申请国家发明专利150余项（其中国际专利11项），授权90余项（其中国际专利9项）。在传统发酵工程领域，针对中国传统酿造等相关产业的技术水平，形成的风味导向学术思想，成果辐射全国，推动了产业的改造。在包括茅台、五粮液、洋河等40余家全国知名白酒企业实现科技成果转化。在食品生物技术领域，开发的高效安全焙烤专用脂肪酶打破国际垄断，实现在3家企业产业化规模发酵制备与应用效果显著。研究成果以第一完成人荣获国家技术发明二等奖，中国专利银奖、中国轻工业联合会技术进步奖一等奖，中国商业联合会科学技术奖特等奖等国家级及省部级奖励13项。