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The foodborne toxin perfringolysin O targets mitochondrial destabilization for NLRP3 inflammasome activation

Food Science and Human Wellness 2024年

作者： Xinyi Wang Ying Ren Bo Wang beizhong han Yansong Xue Beijing Laboratory for Food Quality and Safety， College of Food Science and Nutritional Engineering， China Agricultural University State Key Laboratory of Animal Nutrition and Feeding， Department of Animal Nutrition and Feed Science， College of Animal Science and Technology， China Agricultural University Key Laboratory of Food Bioengineering (China National Light Industry)， College of Food Science and Nutritional Engineering， China Agricultural University

Foodborne pathogens are the leading causes of human diseases that result in hundreds of thousands of deaths annually. Clostridium perfringens （C. perfringens） is a notorious foodborne pathogen of global significance that is known to produce a large repertoire of toxic factors， several of which can severely destroy the gut lining to lead to abdominal pain， diarrhea， and even death. However， like many other foodborne pathogens， there is no specific treatment for infections caused by C. perfringens and rehydration therapy is largely ineffective at reducing symptoms and preventing transmission. Given this， there is an urgent need to discover new therapeutic targets that can be harnessed to treat C. perfringens infection. We recently discovered that a highly toxic factor produced by C. perfringens named perfringolysin O （PFO） activates the innate immune sensor NLRP3. We characterized that PFO is the specific agonist of NLRP3 inflammasome and mechanistically， the intracellular entrance of PFO is required for active assembly of NLRP3 inflammasome. Further， PFO targets the mitochondria resulting in mitochondrial destabilization and ROS release. Mito-TEMPO scavenging mtROS specifically inhibits the level of caspase-1 p20 and IL-1β in both in vitro and in vivo models. Additionally， 5-hydroxydecanoate （5-HD）， a selective mitochondrial ATP-sensitive potassium channel (KATP) inhibitor， could relieve PFO-induced NLRP3 inflammasome activation as well as mitochondrial destabilization， indicating that potassium ion flux is necessary for mitochondrial damage upstream of NLRP3 inflammasome activation. We expect that the information gathered from this study will develop insights into features of the immune response that can be targeted for the treatment of food poisoning and other foodborne pathogenic infections.

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噬菌体在食品发酵中的功能和作用研究进展

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中国酿造 2024年第2期43卷 7-14页

作者：姚雨桦康佳木陈小雪薛岩松韩北忠中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

噬菌体是一类能特异性感染细菌、真菌等微生物的病毒的总称。传统发酵食品独特的制作工艺,造就了其复杂多样的微生物体系,因而是噬菌体理想的生存环境。噬菌体来源于食品原料或发酵环境,在食品发酵过程中可能会导致发酵失败,但也会对体... 详细信息

噬菌体是一类能特异性感染细菌、真菌等微生物的病毒的总称。传统发酵食品独特的制作工艺,造就了其复杂多样的微生物体系,因而是噬菌体理想的生存环境。噬菌体来源于食品原料或发酵环境,在食品发酵过程中可能会导致发酵失败,但也会对体系中微生物的群落演替、风味物质的产生以及腐败菌的抑制有积极影响。该文将从有害和有益方面对发酵食品中发现的噬菌体进行分析和论述,并对噬菌体的控制措施和检测方法进行全面的总结和归纳,为深入探究发酵食品中噬菌体群落结构和功能以及更好的控制发酵过程提供指导和参考。

关键词：噬菌体发酵食品微生物功能和作用检测方法

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滚筒式生物反应器固态发酵的应用研究

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中国农业大学学报 2001年第2期6卷 96-100页

作者：韩北忠中国农业大学食品学院

传统方法生产丹贝 (大豆发酵食品 )都以静态方式进行固态发酵 ,发酵过程中热质传递受到一定的限制 ,会产生温度梯度 ,且气体组分不均匀 ,从而导致发酵产品质量不稳定。滚筒式生物反应器的应用可以促进热质传递 ,使物料均匀发酵 ,且易于... 详细信息

传统方法生产丹贝 (大豆发酵食品 )都以静态方式进行固态发酵 ,发酵过程中热质传递受到一定的限制 ,会产生温度梯度 ,且气体组分不均匀 ,从而导致发酵产品质量不稳定。滚筒式生物反应器的应用可以促进热质传递 ,使物料均匀发酵 ,且易于实现机械化生产和扩大生产规模。笔者参予设计制造了 4 50 L的滚筒式生物反应器 ,并利用其进行了固态发酵生产丹贝的应用研究。以 2株根霉为发酵剂 ,进行了静态和动态固态发酵的对照试验 ,并对发酵过程中物料的化学组分和微生物组成进行了检测 ,结果表明 ,滚筒式固态发酵产品质量可靠 ;不同的菌株对搅动有不同的反应 ,其中微孢子根霉对搅动有适应能力。

关键词：固态发酵滚筒式生物反应器根霉丹贝大豆发酵食品

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金华火腿中杂色曲霉的生长预测模型

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食品与发酵工业 2005年第11期31卷 56-59页

作者：李敏李耘韩北忠中国农业大学食品科学与营养工程学院

通过研究金华火腿中杂色曲霉在4，10，15，20，28℃的生长情况，建立了杂色曲霉生长的一级和二级预测模型。结果表明，杂色曲霉生长曲线在低温阶段适宜用Logistic方程拟合，随温度升高用Gompertz方程拟合的效果最佳。二级模型采用经典... 详细信息

通过研究金华火腿中杂色曲霉在4，10，15，20，28℃的生长情况，建立了杂色曲霉生长的一级和二级预测模型。结果表明，杂色曲霉生长曲线在低温阶段适宜用Logistic方程拟合，随温度升高用Gompertz方程拟合的效果最佳。二级模型采用经典的平方根模型拟合，发现杂色曲霉生长速率与温度呈较好的线性关系。模型验证表明预测值和实测值的残差在±0.05范围内，偏差因子和准确因子均在可接受范围内。模型的可信度较高，可以作为金华火腿安全性评价的定量分析工具。

关键词：金华火腿杂色曲霉预测模型生长速率

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代谢组学在食品发酵研究中的应用现状及展望

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中国食品学报 2011年第9期11卷 220-224页

作者：韩北忠吴小禾龚霄中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

介绍代谢组学的概念、特性和技术平台。综述代谢组学在食品发酵研究中的应用现状,包括发酵菌种筛选、分类和鉴定,功能基因研究和代谢途径解析,发酵过程调控和工艺优化等多个方面。分析当前存在的问题,并对代谢组学在食品发酵研究中的发... 详细信息

介绍代谢组学的概念、特性和技术平台。综述代谢组学在食品发酵研究中的应用现状,包括发酵菌种筛选、分类和鉴定,功能基因研究和代谢途径解析,发酵过程调控和工艺优化等多个方面。分析当前存在的问题,并对代谢组学在食品发酵研究中的发展前景作展望。

关键词：代谢组学食品发酵生物标志物

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生物被膜态金黄色葡萄球菌的代谢轮廓

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中国食品学报 2017年第12期17卷 258-264页

作者：孙纪录陈小雪陈晶瑜韩北忠河北农业大学食品科技学院河北保定071001 中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

目的:描述生物被膜态金黄色葡萄球菌的代谢轮廓特征,以发展新的金黄色葡萄球菌生物被膜的鉴定和处理方法。方法:使用1H核磁共振波谱法对生物被膜培养物进行非靶标分析;使用Chenomx软件鉴定化合物;使用主成分分析法分析主要代谢物变化。... 详细信息

目的:描述生物被膜态金黄色葡萄球菌的代谢轮廓特征,以发展新的金黄色葡萄球菌生物被膜的鉴定和处理方法。方法:使用1H核磁共振波谱法对生物被膜培养物进行非靶标分析;使用Chenomx软件鉴定化合物;使用主成分分析法分析主要代谢物变化。结果:在生物被膜培养物中鉴定出41种化合物。在生物被膜生长期间,金黄色葡萄球菌大致摄取了10种化合物,包括葡萄糖、精氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、乙酰乙酸、甲酸、琥珀酸、甘油、甜菜碱和肉碱;积累了14种代谢物,包括1,3-二羟丙酮、2-氨基丁酸、鸟氨酸、3-羟基异戊酸、3-甲基戊二酸、乙酸、异丁酸、异戊酸、乳酸、焦谷氨酸、丙酮酸、乙醇、丙二醇和异丙醇。结论:金黄色葡萄球菌在生物被膜生长期间主要摄取了葡萄糖、精氨酸和苏氨酸,主要积累了2-氨基丁酸、鸟氨酸、乙酸、乳酸、乙醇和异丙醇。

关键词：金黄色葡萄球菌代谢轮廓生物被膜 1H核磁共振波谱法

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基于酶学特性筛选大曲来源芽孢杆菌用于强化酿酒

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食品科学 2021年第10期42卷 218-224页

作者：黄晓宁刘晶晶韩北忠陈晶瑜食品质量与安全北京实验室中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 北京电子科技职业学院北京100176

通过分析来源于清香型、浓香型和酱香型大曲的105株芽孢杆菌的产淀粉酶和蛋白酶的能力,优选出1株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)B.L-1和1株枯草芽孢杆菌(B. subtilis)B.S-1,将其分别应用于清香型白酒酿造中,探究强化接种微生物... 详细信息

通过分析来源于清香型、浓香型和酱香型大曲的105株芽孢杆菌的产淀粉酶和蛋白酶的能力,优选出1株地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)B.L-1和1株枯草芽孢杆菌(B. subtilis)B.S-1,将其分别应用于清香型白酒酿造中,探究强化接种微生物对发酵的影响。发酵结束后,在酒醅中共检测到挥发性代谢产物38种,通过多元统计分析,在强化B.L-1组和B.S-1组中分别筛选出差异代谢物21个和11个(VIP>1;P<0.05),其中4-乙基-2-甲氧基苯酚、辛酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯和四甲基吡嗪在2组强化中均为差异代谢物,含量显著升高。结果表明,用酶学特性进行菌株筛选能够快速有效地获得特定功能菌株,由此获得的菌株进行强化发酵可显著提高酒醅中挥发性风味物质含量。该方法可以有效地为大曲微生物合成群落重塑提供菌种资源。

关键词：大曲芽孢杆菌酶活性强化发酵代谢产物

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组合处理对双菌种生物被膜的清除和杀灭效果

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中国酿造 2017年第9期36卷 19-24页

作者：石靓韩北忠陈晶瑜中国农业大学食品科学与营养工程学院食品质量与安全北京实验室北京100083

该研究建立了食源性病原菌(液化沙雷菌S1和腐生葡萄球菌S2)双菌种生物被膜研究模型,采用微孔板法和MTT法检测单一、组合处理方式对双菌种生物被膜的清除和杀灭效果。研究发现,采用24孔板37℃于TSB培养基中培养24 h可获得稳定的液化沙雷... 详细信息

该研究建立了食源性病原菌(液化沙雷菌S1和腐生葡萄球菌S2)双菌种生物被膜研究模型,采用微孔板法和MTT法检测单一、组合处理方式对双菌种生物被膜的清除和杀灭效果。研究发现,采用24孔板37℃于TSB培养基中培养24 h可获得稳定的液化沙雷菌-腐生葡萄球菌双菌种生物被膜,组合处理方式优于单一处理效果,处理顺序的不同也会影响生物被膜的清除和杀灭效果,1%Na OH处理20 min再用0.3%Na Cl O处理20 min清除效果最好,双菌种生物被膜的量由1.11(OD595 nm)减少至0.08(OD595 nm),杀灭率达95.73%。

关键词：双菌种生物被膜液化沙雷菌腐生葡萄球菌组合处理

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金黄色葡萄球菌生物被膜的控制方法研究进展

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中国酿造 2011年第6期30卷 1-3页

作者：孙纪录陈小雪韩北忠河北农业大学食品科技学院河北保定071001 中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

金黄色葡萄球菌是一种重要的食源性病原菌。金黄色葡萄球菌能够形成生物被膜,使其更加难于根除。文中对金黄色葡萄球菌生物被膜的控制方法进行了全面综述,包括去除已形成的生物被膜、杀灭生物被膜中的金黄色葡萄球菌和抑制生物被膜的形... 详细信息

金黄色葡萄球菌是一种重要的食源性病原菌。金黄色葡萄球菌能够形成生物被膜,使其更加难于根除。文中对金黄色葡萄球菌生物被膜的控制方法进行了全面综述,包括去除已形成的生物被膜、杀灭生物被膜中的金黄色葡萄球菌和抑制生物被膜的形成3个主要方面,旨在为食品工业领域生物被膜的控制提供借鉴。

关键词：金黄色葡萄球菌生物被膜抑制去除杀灭

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醋酸菌粉末对ICR小鼠的酒精性肝脂质蓄积和氧化应激的影响研究

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中国酿造 2020年第4期39卷 28-31页

作者：田思敏陈小雪韩北忠中国农业大学食品科学与营养工程学院农业农村部葡萄酒加工重点实验室北京100083

该研究评估了醋酸菌粉末对急性摄入酒精引起的肝脂质蓄积和氧化损伤的影响。将25只雄性ICR小鼠随机分为对照组、乙醇组、醋冻干粉高(45 mg/kg)、中(15 mg/kg)、低(7.5 mg/kg)剂量组。油红O染色观察肝脏病理变化;测定各组小鼠肝脏中甘油... 详细信息

该研究评估了醋酸菌粉末对急性摄入酒精引起的肝脂质蓄积和氧化损伤的影响。将25只雄性ICR小鼠随机分为对照组、乙醇组、醋冻干粉高(45 mg/kg)、中(15 mg/kg)、低(7.5 mg/kg)剂量组。油红O染色观察肝脏病理变化;测定各组小鼠肝脏中甘油三酸酯(TG)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)含量;分析醋酸菌粉末组小鼠的乙醇脱氢酶(ADH)和乙醛脱氢酶(ALDH)酶活性。结果表明,与乙醇组相比,高剂量组TG浓度显著降低(P0.05),脂肪变性程度减轻;醋酸菌粉末组小鼠的ADH和ALDH酶活性分别为0.48 U/mg和1.38 U/mg。综上,摄入醋酸菌粉末可以减轻急性摄入酒精引起的肝脂质蓄积和氧化损伤。

关键词：醋酸菌粉末酒精肝损伤酶

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