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肠出血性大肠杆菌（EHEC）O104:H4 是一种高毒力食源性病原体，抗生素治疗不适用，因而常规治疗方案受到严重限制；因此，开发新型抗菌策略至关重要。本研究考察了植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）产生的双肽细菌素植物乳杆菌素 JK（PlnJK）的抗菌活性及其调节肠道微生物群的作用。化学合成的 PlnJK 对大肠杆菌 O104:H4 的最低抑菌浓度（MIC）为 32 M；电导率升高、ATP 耗竭及超微结构损伤均表明其会破坏细胞膜完整性。在体外粪便发酵模型中，PlnJK 将含有与大肠杆菌 O104:H4 相关分类群的 Escherichia-Shigella 丰度从 36.70% 降至 30.60%，同时富集了梭菌属（Clostridium；5.70%，感染组为 2.40%）、理研菌科（Rikenellaceae）和乳杆菌科（Lactobacillaceae），并显著提高了包括丁酸（p < 0.01）和异戊酸（p < 0.05）在内的短链脂肪酸（SCFA）水平。为将这一成果转化为可递送形式，本研究构建了经 CRISPR-Cas9 工程改造的植物乳杆菌菌株，包括 plnJK 敲除、互补及过表达菌株。与化学合成肽相比，乳酸菌来源的 PlnJK——尤其是过表达菌株产生的 PlnJK——在恢复微生物多样性和促进 SCFA 生成方面效果更佳：其显著提高了 Shannon 指数并降低了优势度（p < 0.01），且与敲除对照相比，促进了丁酸（p < 0.01）和异戊酸（p < 0.01）的生成。工程菌株还呈现出明确的剂量依赖效应：过表达增强了有益调节作用，而敲除则消除了该作用。这些发现表明，PlnJK 可发挥……通过破坏细胞膜发挥作用，并有益地调节肠道微生态。LAB 介导的原位递送为开发抗 EHEC 活体生物治疗剂提供了一种有前景的策略。
肠出血性大肠埃希菌（EHEC）O104:H4 是一种高毒力食源性病原体，禁忌使用抗生素治疗，因而常规治疗选择受到严重限制；因此，开发新型抗菌策略至关重要。本研究探讨了植物乳杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）产生的双肽细菌素植物乳杆菌素 JK（PlnJK）的抗菌活性及其对肠道微生物群的调节作用。化学合成的 PlnJK 对大肠埃希菌 O104:H4 的最低抑菌浓度（MIC）为 32 μM；胞外电导率升高、ATP 耗竭及超微结构损伤表明，PlnJK 可破坏细菌膜完整性。在体外粪便发酵模型中，PlnJK 使埃希菌属-志贺菌属（其中包含与大肠埃希菌 O104:H4 相关的分类群）的丰度从 36.70% 降至 30.60%，提高了梭菌属（5.70%，感染组为 2.40%）、理研菌科和乳杆菌科的丰度，并显著提升了包括丁酸（p < 0.01）和异戊酸（p < 0.05）在内的短链脂肪酸（SCFA）水平。为实现其递送，研究构建了经 CRISPR-Cas9 工程改造的植物乳杆菌菌株，包括 plnJK 敲除株、互补株和过表达株。与化学合成肽相比，乳酸菌来源的 PlnJK——尤其是过表达株产生的 PlnJK——在恢复微生物多样性和促进 SCFA 生成方面效果更佳：其显著提高了 Shannon 指数并降低了优势度（p < 0.01），同时与敲除对照相比，促进了丁酸（p < 0.01）和异戊酸（p < 0.01）的生成。工程菌株还显示出明确的剂量依赖效应：过表达增强了有益调节作用，而敲除则使该作用消失。这些发现表明，PlnJK 起作用的方式……
通过破坏细胞膜发挥作用，并有益地调节肠道微生态；由乳酸菌介导的原位递送为开发抗EHEC活体生物治疗产品提供了一种前景良好的策略。
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关键词：植物乳杆菌素JK · 肠出血性大肠杆菌 · 细菌素抗菌机制 · 肠道微生物群 · 短链脂肪酸 · CRISPR-Cas9工程菌
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.20.760378v1?rss=1