Lacticaseibacillus paracasei
|
|
| Lacticaseibacillus paracasei | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Domän: | Bakterie |
| Provins: | Bacillota |
| Klass: | Baciller |
| Beställa: | Lactobacillales |
| Familj: | Lactobacillaceae |
| Släkte: | Lacticaseibacillus |
| Arter: |
L. paracasei
|
| Binomialt namn | |
|
Lacticaseibacillus paracasei (Collins et al . 1989) Zheng et al . 2020
|
|
| Underarter | |
|
|
| Synonymer | |
|
|
Lacticaseibacillus paracasei (vanligtvis förkortat som Lc. paracasei ) är en gram-positiv , homofermentativ art av mjölksyrabakterier som vanligtvis används i jäsning av mejeriprodukter och som probiotiska kulturer . Lc. paracasei är en bakterie som verkar genom kommensalism . Det är vanligt förekommande i många mänskliga livsmiljöer såsom mänskliga tarmkanaler och munnar samt avloppsvatten, ensilage och tidigare nämnda mejeriprodukter. Namnet inkluderar morfologi , en stavformad ( bacillform ) bakterie med en bredd på 2,0 till 4,0 μm och längd på 0,8 till 1,0 μm.
Stammar av L. paracasei har isolerats från en mängd olika miljöer inklusive mejeriprodukter, växter eller växtfermentationer, och från människo- och djur mag- tarmkanalen. En utdragen nedkylningsperiod före in vitro gastrointestinal transit (GIT) påverkade inte eller påverkade inte mycket svagt cellresistens.
Lacticaseibacillus paracasei är genotypiskt och fenotypiskt nära besläktad med andra medlemmar av Lacticaseibacillus casei- gruppen som även inkluderar Lacticaseibacillus casei , Lacticaseibacillus zeae och Lacticaseibacillus rhamnosus . Dessa arter är emellertid lätt differentierade från varandra genom Multi-Locus-Sequence-Typing, kärngenomfylogeni eller Average Nucleotid Identity. Dess fermentativa egenskaper gör att den kan användas som biologiska matberedare och kosttillskott för dieter och medicinska störningar, särskilt i mag- tarmkanalen .
Även om probiotika anses vara säkra kan de orsaka bakterie-värdinteraktioner och negativa hälsokonsekvenser. I vissa fall finns det risk för bakteriemi när probiotika används. För närvarande är den probiotiska stammen, frekvensen, dosen och varaktigheten av de probiotiska terapierna inte fastställda.
Fysiologi
Lacticaseibacillus paracasei är en grampositiv , homofermentativ, icke-sporbildande mikroorganism. Som Lc. paracasei är homofermentativ, mjölksyra produceras som huvudprodukten av hexosmetabolism medan laktat och acetat produceras från pentoser. Cellerna i Lc. paracasei är vanligtvis stavformade, med ett storleksintervall på 2,0 μm till 4,0 μm i bredd och 0,8 till 1,0 μm i längd. Organismen är icke-rörlig. Lc. paracasei- celler har ofta fyrkantiga ändar och kan existera antingen i singelform eller i kedjor.
Lacticaseibacillus paracasei växer optimalt i ett temperaturområde mellan 10 och 37 °C. Ingen tillväxt sker över 40 °C. Organismen kan överleva i cirka 40 sekunder i en maximal temperatur på 72 °C. Överlevnadsförmågan hos Lc. paracasei var anmärkningsvärt högre när den förvarades i kyl (4 °C). Däremot observerades den lägsta överlevnaden under icke-kyld förvaring (22 °C). Frysning vid -20 grader C och -70 grader C hade mycket mindre negativ effekt på livskraften än förvaring vid 7 grader C
Lacticaseibacillus paracasei existerar tillfälligt som en vanlig invånare i den mänskliga mag-tarmkanalen som en del av den normala mikrobiotan. Naturligt fermenterade grönsaker, mjölk och kött kan också innehålla stammar av L. paracasei .
Fylogeni
Lacticaseibacillus paracasei tillhör kungariket Bakterier . Lc. paracasei är en del av filumen Bacillota , klassen Bacilli , ordningen Lactobacillales respektive familjen Lactobacillaceae . Argumentet om nomenklaturen för L. paracasei kontra L. casei diskuterades intensivt eftersom många stammar av L. casei eller L. paracasei för vilka sekvensdata finns tillgängliga i databaserna är felmärkta. 1989 föreslogs att L. paracasei skulle betecknas som en underart ( paracasei ) för att ta hänsyn till arten som den delar DNA- homologi med. Det har visat sig att deras namn har använts omväxlande i vetenskaplig litteratur. 16S RNA- sekvenshomologi har bekräftat släktskapet mellan dessa arter men kärngenomfylogeni bekräftade att den närbesläktade arten Lc . casei , Lc. paracasei , Lc. rhamnosus och Lc. zeae är separata arter.
Historiskt sett har skillnaden mellan Lacticaseibacillus paracasei och andra laktobaciller baserats på biokemiska egenskaper. Det finns en cirka 90% sekvensidentitet mellan casei , paracasei och rhamnosus . Det finns dock några differentialkriterier som vanligtvis används för att skilja mellan dem. Dessa differentiella kriterier inkluderar näringsbehov och tillväxtmiljö. L. paracasei har visat sig visa specifika skillnader med andra laktobaciller genom att den är något värmebeständig, växer bra i mognadsost och den har hög proteolytisk aktivitet.
Genomik
Lacticaseibacillus paracaseis genom innehåller cirkulärt DNA och varierar något mellan de olika stammarna som isoleras. Genomsnittet är i genomsnitt 2,9 till 3,0 miljoner baspar (vanligtvis förkortat Mb). Den har ett GC-innehåll mellan 46,2 och 46,6% och förutspås koda för cirka 2800 till 3100 proteiner. Skillnaden i genomen för dessa stammar ligger i olika cellhöljen , sekretoriska proteiner och polysackarider . Många av de vanligen kodade proteinerna är cellyteassocierade cellväggshydrolaser som skyddar cellen mot apoptos . Dessa enzymer har visat sig ge cellulärt skydd till mänskliga epitelceller .
Genetisk mångfald för de olika L. paracasei -genomen utvärderades med användning av multilocus-sekvenstypning (MLST) och amplifierad fragmentlängdspolymorfism (AFLP). MLST är en teknik som används för att klassificera mikrober genom användning av DNA-fragment från essentiella gener i organismen. AFLP är ett för polymeraskedjereaktion (PCR) som används i DNA-profilering för att amplifiera ett önskat DNA- fragment med användning av restriktionsenzymer och ligander .
Kliniska och forskningsapplikationer
Lacticaseibacillus paracasei har identifierats som en bakterie som har probiotiska egenskaper.
Allergisk luftvägssjukdom
En systematisk översikt gav betydande bevis på fördelaktiga kliniska och immunologiska effekter av Lc. paracasei LP-33-stammar vid behandling av allergisk rinit.
Intag av LP-33( Lactobacillus paracasei 33)-berikad fermenterad mjölk i 30 dagar kan effektivt och säkert förbättra livskvaliteten för patienter med allergisk rinit, och kan fungera som en alternativ behandling för allergisk rinit.
Lacticaseibacillus paracasei BRAP01 är de dominerande stammarna som inducerar IFN-y/IL-10-produktion hos taiwanesiska individer.
Lacticaseibacillus paracasei HB89 mildrar luftvägsallergier stimulerade av PM 2.5 .
För allergisk rinit (AR) kan oral administrering av Lactobacillus paracasei (alla förvaras vid 4°C före konsumtion) med mer än 10 miljarder bakterier (1x1010CFU) per dag under 8 veckor förbättra näsklåda (AR:s centrala kliniska egenskaper) och minskad utsöndring av den pro-inflammatoriska mediatorn IL-5.
Atopisk dermatit, Urticaria
Oral administrering av L. paracasei KBL382 reducerade signifikant atopisk dermatit(AD)-associerade hudskador, epidermal förtjockning, serumnivåer av immunglobulin E och immuncellsinfiltration.
Influensa
Oral administrering av värmedödade Lactobacillus paracasei MoLac-1 ökade andelen NK-celler i mjälten och mildrade symtomen på influensavirusinfektion (IFV) hos möss.
Förkylning
L. paracasei MCC1849 har potential att förbättra motståndskraften mot vanliga förkylningsinfektioner hos känsliga personer och bibehålla ett önskvärt humörtillstånd, även under psykiska stressförhållanden.
stammen Lacticaseibacillus paracasei DG inducerade signifikant uttrycket av gener involverade i skyddande antiviral immunitet och förhindrade uttrycket av proinflammatoriska gener utlösta av SARS-CoV-2-infektion.
Inflammatorisk tarmsjukdom
En formulering av levande bakterier inklusive Lc. paracasei kan användas i kombination med konventionella terapier för att behandla ulcerös kolit . Lipoteikosyra från cellväggen i en värmedödad Lacticaseibacillus paracasei D3-5 lindrar åldringsrelaterad läckande tarm, inflammation och förbättrar fysiska och kognitiva funktioner hos möss
Diarre
Lactobacillus paracasei har visat sig hämma bakterieaktiviteten hos Escherichia coli , en vanlig stam av diarréframkallande bakterier, så Lactobacillus paracasei används vid behandling av diarré. .
Helicobacter pylori-infektion
Lacticaseibacillus paracasei visade bakteriostatisk och bakteriedödande aktivitet jämfört med H. pylori .
Irritabel tarm
Lactobacillus paracasei kan minska svårighetsgraden av GI-symptom och förbättra det psykologiska välbefinnandet hos individer med vissa IBS-subtyper.
Cancer
L. paracasei IMPC2.1 kan vara ett kemoprofylaktiskt medel i gastrointestinala celler. Gastrointestinala celler är mottagliga för apoptos och celltillväxt från både värmedödade och livskraftiga IMPC2.1-stammar.
Lc. paracasei 8700:2 har isolerats från friska mänskliga gastrointestinala slemhinnor och mänsklig avföring. Stam 8700:2 visade sig också hämma Salmonella enterica och Helicobacter pylori , två patogener som vanligtvis finns i mag-tarmkanalen. Stam 8700:2 bryter ner oligofruktos och inulin , samtidigt som den växer snabbt på båda och producerar mjölksyra som slutprodukt.
Hälsoproblem
Manipuleringen av tarmmikrobiotan är komplex och kan orsaka interaktioner mellan bakterier och värdar. Även om probiotika anses vara säkra, när de används vid oral administrering finns det en risk för passage av livsdugliga bakterier från mag-tarmkanalen till de inre organen (bakteriell translokation) och efterföljande bakteriemi, vilket kan orsaka negativa hälsokonsekvenser. Vissa människor, såsom de med nedsatt immunförsvar, korttarmssyndrom, centrala venkatetrar, hjärtklaffsjukdom och för tidigt födda barn, kan ha högre risk för biverkningar.
För närvarande är den probiotiska stammen, frekvensen, dosen och varaktigheten av den probiotiska behandlingen inte fastställda. Levande bakterier kanske inte är nödvändiga på grund av de gynnsamma effekterna av probiotika verkar förmedlas av deras DNA och av utsöndrade lösliga faktorer, och deras terapeutiska effekter kan erhållas genom systemisk administrering snarare än oral administrering.
Historia
LAB ( Lactic Acid Bacteria ) klassificerades och grupperades i början av 1900-talet efter att ha fått forskarnas uppmärksamhet efter att ha observerat bakteriernas interaktioner i olika livsmedel, särskilt mejeriprodukter. 1991 separerade Martinus Beijerinck , en holländsk mikrobiolog, Lactobacillus som grampositiva bakterier från den tidigare kända LAB-gruppen. L. paracasei har nyligen klassificerats som en del av Lacticaseibacillus casei- gruppen av probiotika. Namnet Lc. paracasei föreslogs för avslag 1996 av Dicks, Duplessis, Dellaglio och Lauer men efterföljande arbete bekräftade artens giltighet.