2025-03-11
Highlights
1、微生物在中药炮制中传承千年，通过发酵技术增强药效、转化成分、降低毒性，推动中药现代化发展。
2、微生物可产生活性代谢物、优化成分结构、提升安全性，搭配微生物多样性宏基因组、代谢组等多组学技术，精准解析作用机制。
3、派森诺提供微生物组测序与代谢组检测服务，结合多组学联合分析技术，助力中药研究高效突破，案例成果多多。
研究背景
中药炮制是中医临床用药的一大特色，也是传统中医药文化的重要组成部分。在中药炮制过程中，微生物的应用具有悠久的历史和深厚的文化底蕴。早在千余年前，我国人民就已开始将微生物发酵技术应用于中药炮制，成为世界上最早利用微生物对天然药物进行生物转化的国家之一。这一技术的应用不仅丰富了中药的炮制方法，也显著提高了中药的疗效和安全性。微生物在中药炮制过程中的作用主要体现在以下几个方面：
（1）产生次级代谢产物：微生物在生长过程中能够产生丰富的次级代谢产物，这些产物往往具有显著的生物活性，如抗菌、抗炎、抗肿瘤等。通过微生物发酵炮制中药，可以引入这些次级代谢产物，从而增强中药的药效。
（2）转化原料中的化合物：微生物在生长代谢过程中分泌的酶具有广泛的催化能力，能够将中药原料中的化学物质分解转化成新的成分，这些新成分往往具有更高的生物活性和更好的药理效果。
（3）降低毒性：某些中药原料含有一定的毒性成分，通过微生物发酵炮制，这些毒性成分可以被降解或转化为低毒物质，从而提高中药的安全性。
（4）提高稳定性和生物利用度：微生物发酵还可以改善中药的稳定性，使其更易于保存和使用。同时，通过微生物的代谢作用，中药中的有效成分可以更容易被人体吸收和利用，从而提高其生物利用度。
综上所述，微生物在中药炮制过程中的应用具有显著的优势和潜力。随着科学技术的不断进步和人们对中药认识的深入，微生物在中药炮制中的应用将更加广泛和深入，为中药的现代化和国际化发展贡献更大的力量。
微生物组学和合成生物学策略在高效益生菌发酵中草药中的应用 Xiaoling Zhang, Qin Miao, Cheng
适用产品
在中药炮制过程中，微生物的应用广泛且深入。适用的多组学产品包括多样性组成谱、宏基因组学、宏转录组学和代谢组学，它们共同为揭示微生物在炮制中的作用机制提供了强大工具。宏基因组学揭示微生物群落结构及其功能潜力；宏转录组学分析微生物在特定环境下的基因表达变化；代谢组学则探索微生物与植物间代谢产物的互作。
（1）微生物组测序：宏基因组、宏转录组等。
派森诺微生物组主要产品
（2）代谢组检测：LC-MS非靶向代谢组、中药非靶向代谢组、靶向代谢组等。
派森诺代谢组产品
技术路线
案例分享
肠道微生物发酵促进山药多糖的肠道抗炎活性
Gut microbial fermentation promotes the intestinal anti-inflammatory activity of Chinese yam polysaccharide
发表期刊：Food Chemistry
影响因子：8.5
通讯单位：中国农业科学院
组学技术：微生物多样性组成谱（16S）、代谢组
研究背景：
山药（Dioscorea spp.）作为一种重要的功能性食品和天然药物来源，其多种药理活性备受关注，包括抗腹泻、降血糖和调节肠道菌群等。以往的研究已经揭示了植物多糖对宿主健康的多种益处，其中包括对免疫系统的调节作用。这些调节作用可以通过两种方式实现：一是多糖直接刺激分布在胃肠道黏膜免疫组织中的淋巴细胞；二是多糖被肠道菌群利用，产生短链脂肪酸（SCFAs）等代谢产物，进而激活免疫系统。然而，关于山药多糖（CYP）具体如何调节肠道炎症的机制尚不完全清晰。
技术路线：
部分研究结果：山药多糖（CYP）在模拟胃消化过程中保持稳定，分子量和还原糖含量未显著变化，表明其不能被胃液消化。然而，在小肠消化中，CYP在6小时内逐渐降解，产生较小的分子片段，并释放游离葡萄糖，这表明CYP在小肠中可被部分降解。进一步地，在模拟粪便发酵过程中，CYP被肠道微生物显著降解，发酵24小时后，其分子量进一步减小，且主要产生乳酸和丁酸等短链脂肪酸（SCFAs），其中丁酸浓度显著高于对照组，可能与Megasphaera的相对丰度增加有关。
此外，CYP还显著调节了肠道微生物群落结构，增加了益生菌如双歧杆菌和乳酸杆菌的丰度，并降低了致病菌如大肠杆菌-志贺氏菌的相对丰度，从而提升了肠道微生物多样性。这一变化可能有助于增强宿主的免疫力和减少肠道炎症。在体外细胞实验中，CYP及其发酵产物均显著降低了由脂多糖（LPS）诱导的炎性细胞因子如TNF-α、IL-1β和一氧化氮（NO）的表达，并增强了肠道紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的表达，保护了肠道屏障的完整性。
人工胃液中消化前后的扫描电镜图
体外发酵中肠道菌群的组成
研究结论：
CYP通过与肠道菌群的相互作用，在肠道健康中发挥重要作用。CYP不仅能在肠道中稳定存在并部分被降解利用，还能显著促进有益菌的生长，抑制潜在致病菌的丰度，从而优化肠道菌群结构。更重要的是，CYP及粪便发酵CYP通过抑制炎症介质的产生和增强肠道屏障功能，展现出强大的抗炎活性。因此，CYP在作为肠道抗炎辅助剂和功能性食品成分方面具有广阔的应用前景。
