Резюме. Молочные пропионибактерии используются в пищевой промышленности в качестве стартеров (заквасок) для созревания сыра, биоконсервантов и полезных добавок. Основной вид, Propionibacterium freudenreichii, известен как GRAS (общепризнанный Безопасным, США, FDA). В дополнение к другому молочному виду, Propionibacterium acidipropionici, они включены в список QPS (квалифицированная презумпция безопасности). В дополнение к их хорошо известному технологическому применению молочные пропионибактерии все больше привлекают внимание своими многообещающими пробиотическими свойствами. Целью настоящего обзора является обобщение пробиотических характеристик молочных пропионибактерий, представленных в обновленной литературе (на 2017 г.). Действительно, они отвечают критериям отбора пробиотических бактерий, таким как способность переносить стрессовые условия пищеварения и прилипать к эпителиальным клеткам кишечника. Это является необходимым условием для персистенции бактерий в кишечнике. Отмеченные положительные эффекты ранжируются по типу свойств: модуляция микробиоты, иммуномодуляция и модуляция рака. Обсуждаются предложенные молекулярные механизмы. Молочные пропионибактерии описываются как продуценты нутрицевтиков и полезных метаболитов, которые отвечают за их универсальные пробиотические свойства, включая короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs), конъюгированные жирные кислоты, поверхностные белки и 1,4-дигидрокси-2-нафтойновую кислоту (DHNA). Эти метаболиты обладают полезными свойствами, и их продуцирование зависит от штамма и питательной среды. Таким образом, выбор ферментированной пищевой матрицы может определять пробиотические свойства потребляемого продукта. Этот обзор подходит к молочным пропионовокислым бактериям, проявляя интерес как к технологическим способностям, так и к пробиотическим свойствам.

1. Вступление

Пропионибактерии - это неподвижные (Non-motile), не спорообразующие, анаэробные до аэротолерантных, грамположительные бактерии, с высоким GC-содержанием (содержание гуанина-цитозина), которые относятся к отряду Actinomycetales. Поэтому они сильно отличаются от фирмикутов (Firmicutes) с низким GC-содержанием, к которым относятся молочнокислые бактерии. Актиномицеты - это бактериальные виды с мицелиоподобным аспектом, встречающиеся в различных средах, включая животных-хозяев и почву, и известные плодовитым производством мелких молекул, включая антимикробные. Морфология пропионибактерий описывается как плеоморфные палочки, или небольшие кокки, расположенные парами, короткими цепочками или скоплениями, напоминающими «китайские иероглифы» [1].

Род Propionibacterium включает в себя как кожные виды (в том числе хорошо известный P. acnes), которые могут действовать как условно-патогенные микроорганизмы, так и молочные виды, у которых нет зарегистрированных побочных эффектов. На рисунке 1 показаны различные виды, а также их филогенетическое перераспределение, как описано McDowell et al. (2013) [2]. Молочные виды Propionibacterium freudenreichii и Propionibacterium acidipropionici явно отличаются от кожных видов. P. freudenreichii имеет статус GRAS (общепризнанный как безопасный) в соответствии с длительной и документированной историей безопасного использования в пищевых продуктах [3]. P. freudenreichii широко культивируется и потребляется людьми в кисломолочных продуктах, таких как сыр швейцарского типа, и в пищевых пробиотических добавках. P. freudenreichii и P. acidipropionici также были включены в список QPS (квалифицированная презумпция безопасности) европейским органом по безопасности пищевых продуктов (EFSA) [3]. В более общем плане молочные пропионибактерии привлекли внимание как мощные пробиотики. Пробиотик определяется как «живой микроорганизм, который при введении в достаточном количестве приносит пользу здоровью хозяина» [4]. Последние данные также предполагают способность некоторых метаболитов молочных пропионибактерий использоваться в качестве пребиотиков [5,6], таких как 1,4-дигидрокси-2-нафтойновая кислота (DHNA): селективно ферментированный ингредиент, который способствует специфическим изменениям, как в составе, так и/или активности в желудочно-кишечной микрофлоре, которые дают преимущества [7,8,9,10,11,12,13].

Рисунок 1. (A) Минимальное филогенетическое древо эволюции пропионибактерий на основе последовательностей 16S рДНК. Последовательность 16S рДНК Actinomycetale Nocardia asteroides была использована в качестве отдаленной внешней группы для корня дерева. Адаптировано из McDowell et al. [2]; (B) Разделение видов Propionibacterium на две отдельные группы. Виды, ранее известные как P. inoccuum и P. lymphophilum, были реклассифицированы как Propioniferax innocua и Propionimicrobium lymphophilum соответственно. P. freudenreichii получил статус GRAS (общепризнанный как безопасный). Адаптировано из Cousin et al. [5]. Молочные виды представлены зеленым, а кожные - красным.

Секвенирование генома P. freudenreichii и P. acidipropionici выявило генетическую основу их большой способности адаптироваться к различным средам [14,15]. Кроме того, они проявляют специфический ферментативный метаболизм, который основан на пропионовой ферментации и может использовать различные источники углерода и энергии, высвобождая во внеклеточной среде различные полезные метаболиты. В последнее время накопление многообещающих данных, как in vitro, так и in vivo, свидетельствует о большом потенциале пробиотических бактерий в пищевых продуктах, способных благотворно модулировать кишечную микробиоту, обмен веществ, физиологию и иммунитет через ценные метаболиты [5]. Таким образом, этот обзор будет сосредоточен на их полезных эффектах, их молекулярном механизме действия и их применениях.

2. Кишечная персистенция молочных Пропионибактерий

2.1. Пищеварительная стрессоустойчивость

Желудочно-кишечный тракт представляет собой сложную экосистему, где физико-химическая среда неблагоприятна для экзогенных микроорганизмов. Пробиотический микроорганизм должен быть способен сохраняться в кишечнике хозяина, доставлять и производить полезные метаболиты. Таким образом, толерантность к пищеварительным стрессам является одним из основных факторов, ограничивающих использование микроорганизмов в качестве живого пробиотического агента [16,17]. Желудочная кислота и желчные соли являются защитными механизмами, встречающимися во время кишечного транзита, тогда как секреция поджелудочной железы может также оказывать некоторую антимикробную активность через пищеварительные ферменты. Молочные пропионибактерии являются особенно выносливыми и крепкими по сравнению с другими пробиотиками, что соответствует их экологии. Они демонстрируют высокую толерантность in vitro к стимулированным состояниям верхних отделов желудочно-кишечного тракта человека, в зависимости от вида и типа штамма. Среда для роста или доставки также может обеспечивать защиту [18,19,20,21,22,23,24]. Реакция толерантности приводит к различным модификациям, таким как морфологические изменения или экспрессия белков. При воздействии кислых и желчных солей P. freudenreichii экспрессирует общие стрессовые белки и индуцирует регуляторные гены, участвующие в клеточном ответе на возмущение мембран, окислительный стресс и повреждение ДНК [25,26,27,28]. P. acidipropionici показал такую же высокую толерантную реакцию на кислотный стресс [29,30]. Конкуренция микробиоты за питательные вещества также является ограничивающим фактором для устойчивости молочных пропионибактерий в кишечнике. Однако молочные пропионибактерии способны метаболизировать различные источники углерода и азота с образованием резервных соединений, таких как полифосфат, гликоген и трегалоза, которые также играют роль осмопротекторов [22,31]. Эти результаты были подтверждены исследованиями in vivo; Было показано, что P. freudenreichii, помимо выживания, поддерживает метаболическую активность в пищеварительном тракте человека и животных [9,32,33,34,35]. Действительно, P. freudenreichii ориентирует экспрессию своего генома на использование доступных через кишечник субстратов, таких как пропандиол, глюконат и лактат, для поддержания своего метаболизма, что позволяет избежать голодания во время пищеварительного транзита [35]. Их концентрация достигла достаточного количества бактерий в кишечнике для пробиотических применений.

2.2. Адгезия к кишечному эпителию

Помимо способности выдерживать пищеварительные стрессы, пробиотические микроорганизмы должны сохраняться в пищеварительном тракте, чтобы взаимодействовать с клетками-хозяевами и оказывать ожидаемые положительные эффекты. Продолжительность жизни пробиотиков в пищеварительном тракте будет зависеть от их способности прилипать к слизистой оболочке кишечника и скорости их роста. Пропионибактерии имеют медленную скорость роста, так что адгезия и адаптация являются узким местом их благотворного воздействия на хозяина. Многочисленные исследования показали способность P. acidipropionici и P. freudenreichii прилипать к клеткам кишечника человека и животных [19,36,37], а также к слизи кишечника человека и животных [38,39,40]. Тем не менее, уровень адгезии, оцененный in vitro, варьировался от 0,03 до около 40%, в зависимости от многих факторов, таких как используемая модель адгезии (клетки или слизь), вид, тип штамма и среда-носитель [19,23,24,38,39,40]. На рис. 2 показано физическое взаимодействие молочных пропионибактерий с культивируемыми эпителиальными клетками толстой кишки человека. Адгезия P. freudenreichii была обнаружена даже после тепловой инактивации [38]. Адгезия пропионибактерий к клеткам кишечника приводит к исключению инвазивных патогенных бактерий посредством механизмов конкурентной адгезии или совместной агрегации. Это касается таких патогенов, как Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus и Salmonella enterica [41,42,43,44]. Механизмы адгезии остаются плохо изученными, но некоторые предварительные эксперименты указывают на роль поверхностных белков и тейхоевой кислоты в механизмах адгезии [37]. Недавно, исследование поверхностного протеома у P. freudenreichii показало наличие двух консервативных белков, которые, как известно, участвуют в адгезии, у других видов бактерий [45]. Первым белком является Internalin A, который имеет повторяющиеся домены, богатые лейцином (LRR), которые, как известно, вовлечены во взаимодействие белок / белок. Вторым является белок BopA, принадлежащий к белковому суперсемейству ABC (т.е. с ATP-binding cassette), демонстрирующий гомологию с белком адгезии бифидобактерий. Однако и другие секретируемые компоненты могут играть роль в адгезии. Действительно, было показано, что P. freudenreichii секретирует липопептид, обладающий свойствами биосурфактанта и обладающий антиадгезивным действием на P. aeruginosa [43]. Все эти исследования свидетельствуют о способности молочных пропионибактерий прилипать к слизистой оболочке кишечника, что позволяет им сохраняться у хозяина. Несмотря на то, что не существует никакого анализа in vivo для оценки специфической адгезии молочных пропионибактерий, тем не менее, некоторые исследования на животных и людях предполагают, что существует только временная колонизация, поскольку популяция фекальных пропионибактерий у людей-добровольцев постепенно уменьшается после прекращения приема пропионибактерий [34]. Благоприятное действие многообещающих метаболитов, вырабатываемых молочными пропионибактериями, несомненно, будет поддерживаться их способностью переносить пищеварительные стрессы и прилипать к эпителиальным клеткам, обеспечивая тесный контакт пробиотика и клеток-мишеней.

Рисунок 2. Электронно-микроскопический анализ Propionibacterium freudenreichii. Пропионибактерии культивировали отдельно (А, В) или в контакте с культивируемой клеточной линией кишечника человека Caco2 (С). Наблюдение проводилось с помощью просвечивающей (A) [46] или сканирующей (B) [26] и (C) электронной микроскопии.

3. Модуляция микробиоты молочными пропионибактериями

Микробиота кишечника играет роль в нескольких аспектах физиологии организма, включая метаболизм, защиту от патогенов, созревание иммунной системы и развитие мозга. Дисбаланс состава микробиоты может быть инициатором или следствием развития многих патологий, таких как воспалительные заболевания, колоректальный рак или инфекция Clostridium difficile. В контексте таких заболеваний, как воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), у пациентов наблюдается более низкое разнообразие микробиоты, что может инициировать или усугублять воспалительное заболевание [47]. Манипулирование микробиотой путем трансплантации фекальной микробиоты, потребления пребиотиков или пробиотиков является перспективным способом улучшения или восстановления разнообразия микробиоты [47]. Модуляция микробиоты кишечника у животных и человека в результате потребления P. freudenreichii и P. acidipropionici была зарегистрирована в контексте колита [7,13,48,49] и у здоровых людей [8,50,51,52]. В этих исследованиях сообщалось об увеличении числа видов бифидобактерий, которые хорошо известны своей положительной пользой для здоровья хозяина через их метаболическую активность [53]. Также было показано, что молочные пропионибактерии уменьшают представителей рода Bacteroides, которые обладают энтеротоксином, связанным с распространенностью ВЗК [54], и род Clostridium, штаммы которого связаны с тяжелыми кишечными инфекциями [47]. Модуляция микробиоты кишечника в пользу симбиотических бактерий, таких как бифидобактерии, и за счет условно-патогенных микроорганизмов, до конца не изучена. Однако бифидогенные эффекты, описанные для молочных пропионибактерий, объясняются высвобождением двух малых молекул, 1,4-дигидрокси-2-нафтойной кислоты (DHNA) и 2-амино-3-карбокси-1,4-нафтохинона (ACNQ) [55]. DHNA является промежуточным звеном биосинтеза витамина K2 (или менахинона) [56]. Было показано, что лечение DHNA восстанавливает Lactobacillus и Enterobacteriacea при декстрансульфат натрия (DSS) -индуцированном колите у мышей [13]. Кроме того, он индуцирует экспрессию антимикробных белков типа Reg III из надсемейства лектинов С-типа, которые, безусловно, влияют на микробную флору [48]. В других местах ACNQ усиливает активность NADH-пероксидазы и NADH-оксидазы у бифидобактерий. Он служит акцептором электронов NAD(P)H-диафоразы и донором электронов NAD(P)H-пероксидазы [49,57,58]. Сообщается, что регенерация этих кофакторов у бифидобактерий усиливает их рост. Действительно, потребление высушенных культур штамма P. freudenreichii ET-3, предоставленного японской компанией Meiji, привело к увеличению популяции бифидобактерий в микробиоте кишечника человека у здоровых мужчин и женщин-добровольцев [50]. Аналогичная модуляция была получена с использованием бесклеточного культурального супернатанта P. freudenreichii, который был назван бифидогенным стимулятором роста (BGS), что подтверждает роль секретируемых компонентов в бифидогенных эффектах [49,51,57,59]. BGS был протестирован на людях в высоких дозах, до 45 таблеток в день, без заметного вредного воздействия, что показывает потенциал и безопасность использования этих компонентов в качестве пребиотиков [60]. Использование молочных пропионибактерий в качестве пробиотика животного происхождения для модуляции кишечной микробиоты или патогенных инфекций также является перспективным новым применением молочных пропионибактерий. Действительно, интересные результаты были получены с использованием P. acidipropionici, замедляющем колонизацию бактериоидами на ранней стадии выращивания цыплят [52]. Присутствие P. acidipropionici также ограничивало рост групп Bacteroidetes fragilis и Clostridium hystoliticum в суспензиях слепой кишки мышей с добавлением пищеваых волокон и без них [61]. Кроме того, некоторые штаммы молочных пропионибактерий способны ингибировать in vitro Steptococcus bovis в контексте руминального ацидоза (ацидоз рубца) [62].

4. Иммуномодуляция молочными пропионибактериями

Воспалительные заболевания, такие как воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), аллергия, астма или ревматоидный артрит, являются проблемой общественного здравоохранения и затрагивают главным образом развитые страны. Эти заболевания сложны, и их точная этиология остается плохо изученной. По-видимому, здесь участвуют факторы риска, связанные с иммунной системой, окружающей средой, генотипом и особенно кишечной микробиотой. Все чаще появляются указания на потенциал потребления пробиотиков в качестве дополнения к лечению, чтобы ограничить возникновение некоторых воспалительных заболеваний [63]. В настоящем разделе основное внимание уделяется иммуномодуляции молочными пропионибактериями в контексте ВЗК. Однако клинические исследования показали благотворное влияние молочных пропионибактерий в сочетании с другими пробиотическими бактериями на позитивную модуляцию иммунной системы.

ВЗК включает две основные патологии: язвенный колит (ЯК) и болезнь Крона (БК). Считается, что они являются результатом нарушения иммунного ответа кишечника по отношению к определенным компонентам кишечной флоры, возникающего у генетически предрасположенных людей. Существуют аргументы, указывающие на то, что потребление отдельных штаммов пробиотических микроорганизмов может играть благоприятную роль в лечении ЯК [64,65]. Данные in vitro и in vivo свидетельствуют о способности молочных пропионибактерий, в частности P. freudenreichii, модулировать иммунную систему кишечника и облегчать воспаление в контексте ВЗК. У обычных мышей колит, вызванный тринитробензолсульфоновой кислотой (TNBS), предотвращался потреблением P. freudenreichii в зависимости от штамма. Штаммы, индуцирующие высокий уровень регуляторного цитокина интерлейкина-10 (IL-10) в мононуклеарных клетках периферической крови человека (РВМСs), были наиболее эффективными при ослаблении TNBS-индуцированного колита [66,67]. Иммуномодуляция, оказываемая отобранными штаммами P. freudenreichii, была дополнительно подтверждена у свиней со снижением плазменного гаптоглобулина и провоспалительных цитокинов в виде IL-8 и фактора некроза опухоли-α (TNF-α) в слизистой оболочке кишечника после стимуляции липополисахаридами (LPS) ex vivo [8]. Недавно пробиотическая смесь, содержащая как Lactobacillus rhamnosus, так и P. freudenreichii, была испытана на гуманизированных мышах, потребляющих пищу с высоким содержанием жиров. Она имела тенденцию подавлять как кишечные, так и системные провоспалительные изменения, вызванные диетой [68]. При тестировании у пациентов с синдромом раздраженного кишечника (СРК) она облегчал симптомы СРК и стабилизировала микробиоту кишечника [69]. В пилотном исследовании у пациентов с активным язвенным колитом, получавших BGS, наблюдалось улучшение показателя индекса клинической активности [49,70]. Молочные пропионибактерии оказывают противовоспалительное действие через различные компоненты, которые, по-видимому, запускают разные молекулярные механизмы.

4.1. Белки поверхностного слоя

Сообщалось о различных соединениях пропионибактерий для потенциальных противовоспалительных эффектов, включая поверхностные белки, называемые белками S-слоя (Slps). Они образуют открытую белковую сеть, которая присутствует у многих грамположительных бактерий, кроме пропионибактерий, а также у архебактерий [71]. Белки Slps нековалентно прикрепляются к клеточной стенке через домены гомологии S-слоя (SLH). У P. freudenreichii аннотация генома выявила наличие семи генов, кодирующих предполагаемые белки Slps [14]. Тем не менее, только три белка Slps были идентифицированы протеомным анализом (SlpA, SlpB и SlpE). Идентифицированный интерналин A (InlA) также имеет домены SLH, но не рассматривается как Slp [45]. Семейство генов, кодирующих белки Slps, демонстрирует большое разнообразие последовательностей между видами, а также внутри одного и того же вида, в соответствии с большим функциональным разнообразием этих белков: адгезия, факторы вирулентности, транспорт молекул, маскировка рецепторов к фагам и защита от стрессов окружающей среды [72,73]. Для демонстрации иммуномодулирующих свойств Slps P. freudenreichii была проведена селективная экстракция этих белков гуанидин гидрохлоридом. Обработка РВМСs этой белковой смесью индуцировала высвобождение регуляторного интерлейкина IL-10 в зависимости от дозы, практически без секреции провоспалительных факторов (IL-12, TNF-α и IL-6) [45]. Кроме того, этот экстракт при применении в сочетании с провоспалительным штаммом, таким как Lactococcus lactis MG1363, значительно снижает индукцию провоспалительных цитокинов IL-12, IFN-γ и TNF-α этим штаммом. Это подтверждает, что экстрагируемые поверхностные белки модулируют высвобождение иммуномодулирующих цитокинов. Чтобы идентифицировать иммуномодулирующие свойства каждого поверхностного белка, штамм P. freudenreichii CIRM-BIA 129, который имеет очень выраженный противовоспалительный профиль, был мутирован для генов slpb и slpe [74]. Мутации вызывали подавление противовоспалительного эффекта этого штамма на РВМСs человека, это свойство, по-видимому, является результатом не одного белка, а комбинации нескольких поверхностных белков [74]. Некоторые из штаммов P. freudenreichii, которые не могут модулировать иммунный ответ, покрыты внеклеточной капсулой экзополисахаридов (EPS) [75,76]. Удаление этого EPS (путем мутационной инактивации) демаскирует поверхностные белки и придает иммуномодулирующие свойства мутанту [75,76]. Это указывает на ключевую роль поверхностных белков как ассоциированных с микробами молекулярных паттернов (MAMPs) в этом перекрестном взаимодействии пробиотика и хозяина с перспективным противовоспалительным применением. Действительно, как было показано для белка А S-слоя Lactobacillus acidophilus, белки S-слоя молочных пропионибактерий должны взаимодействовать с иммунными клетками (такими как дендритные клетки) через специфические рецепторы [77,78], индуцируя реакцию толерантности, приводящую к ослаблению воспаления толстой кишки.

4.2. Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA)

Различные метаболиты, известные для модуляции иммунной системы, включают короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs). SCFAs производятся главным образом в толстой кишке кишечными бактериями. Бутират (C4), пропионат (C3) и ацетат (C2) являются основными SCFAs, получаемыми путем ферментации пищевых волокон и сложных углеводов, которые (SCFAs) используется в качестве источника энергии главным образом колоноцитами и гепатоцитами. Молочные пропионибактерии производят в основном ацетат и пропионат в соотношении 2:1 путем анаэробной ферментации углеводов или органических кислот. Существует огромное количество опубликованных научных данных о центральной роли SCFAs в регуляции иммунной системы кишечника [79,80,81]. Действительно, влияние SCFAs на кишечный иммунитет будет зависеть от существующей иммунной среды. Что касается молочных пропионибактерий, транскриптомный анализ клеток НТ29 показал модуляцию посредством обработки P. freudenreichii или SCFAs NOD-подобных рецепторов и экспрессией генов взаимодействия цитокинов с рецепторами цитокинов, которые, как известно, играют определенную роль в иммунном ответе [10]. Кроме того, была выделена ингибирующая активность в отношении деацетилазы гистонов (HDAC), которая демонстрирует потенциал молочных пропионибактерий модулировать воспаление кишечника через SCFAs. Степень ингибирующей активности HDACs изменяется в зависимости от природы SCFAs (бутират > пропионат > ацетат) [80]. Ингибирование HDAC, по-видимому, частично вызывается активированными SCFAs рецепторами, связанными с G-белком. Их активация с помощью SCFAs модулирует воспаление кишечника посредством регуляции активации, пролиферации и дифференцировки иммунных и эпителиальных клеток [80,81,82].

4.3. Конъюгированные жирные кислоты

Другой многообещающей полезной метаболической активностью является способность некоторых пробиотиков превращать свободную линолевую кислоту (LA, C18:2), α-линоленовую (LNA, C18:3), γ-линоленовую (GLA, C18:3) и стеаридоновую кислоты (SA, C18:4) в их соответствующие конъюгированные жирные кислоты (CLA, CLNA, CGLA и CSA) [83,84,85,86]. Конъюгированные жирные кислоты (CFA) представляют собой смесь ряда геометрических и позиционных изомеров октадекадиеновых кислот. До сегодняшнего дня было проведено несколько исследований, сообщающих о способности пропионибактерий продуцировать некоторые изомеры CFA [83,84,86,87,88], однако их биологические эффекты не были исследованы. Производство CFA молочными пропионибактериями является способом справиться с ингибирующим действием жирных кислот на рост бактерий [88]. Молочные пропионибактерии, такие как P. freudenreichii, из линолевой кислоты (LA) продуцируют изомер цис-9, транс-11-октадекадиеновую кислоту (руминовую кислоту, RA) в культуре и в ферментированных молочных продуктах; а также изомеризуют С12-двойную связь LNA и γ-линоленовой кислоты [84,85,87,89]. Тем не менее, животные и клинические исследования сообщают о противовоспалительном действии CLA и CLNA, в том числе тех, которые вырабатываются молочными пропионибактериями, с разной степенью модуляции, в зависимости от типа изомера, действуя в качестве агонистов PPARγ. PPARγ (рецептор, активируемый пролифератором пероксисом), представляет собой ядерный рецептор, образующий облигатный гетеродимер с ретиноидным X-рецептором (RXR). Активация PPARγ CFA может регулировать экспрессию генов-мишеней, участвующих в адипогенезе, липидном обмене, воспалении и поддержании метаболического гомеостаза [90,91]. Он также взаимодействует с другими белками и факторами транскрипции, такими как NF-kB и AP-1, через механизмы репрессии [91]. Действительно, CLA и CLNA уменьшают антиген-индуцированные провоспалительные медиаторы [92,93,94], модулируют пролиферацию и дифференцировку иммунных клеток [90,95] и ограничивают неблагоприятные эффекты воспаления толстой кишки [90,91,95,96]. Для молочных пропионибактерий было показано, что введение матрицы сыров, содержащей P. freudenreichii, отдельно или в сочетании с молочнокислыми бактериями, повышает уровни мРНК гена Pparg (см. PPARγ) в толстой кишке мышей во время TNBS-индуцированного колита [7,12]. Этот эффект можно объяснить наличием CFA в ферментированных сырах, но требуется дополнительный анализ для установления связи между увеличением экспрессии гена Pparg и продукцией CFA молочными пропионибактериями.

4.4. DHNA

DHNA (1,4-дигидрокси-2-нафтойная кислота), описанная выше в связи с ее бифидогенным свойством, оказывает противовоспалительное действие на различных моделях мышиного колита, таких как мышиный DSS-колит и спонтанный колит, который развивается у IL10-дефицитных мышей. DHNA снижает экспрессию молекул клеточной адгезии, как MAdCAM-1 или VCAM-1, в зависимости от модели колита [11,13]. У пациентов с ВЗК эти молекулы адгезии имеют высокую степень выраженности, что усугубляет воспаление за счет усиления инфильтрации иммунных клеток в ткани. Инфильтрация лимфоцитов, наблюдаемая у колитов экспериментальных мышей, была явно уменьшена введением DHNA. Кроме того, DHNA снижает экспрессию провоспалительных цитокинов in vivo и in vitro в клетках макрофагов после стимуляции эндотоксином [48]. DHNA активирует арильный углеводородный рецептор (AhR), важный транскрипционный фактор, участвующий в воспалении. Активация AhR, по-видимому, участвует в ингибировании секреции провоспалительных цитокинов. Действительно, ингибирование провоспалительного цитокина IL-6 в LPS-стимулированных макрофагах было связано с активацией AhR с помощью DHNA [48].

5. Противоопухолевое Действие

По данным ВОЗ, раковые заболевания являются одной из ведущих причин заболеваемости и смертности во всем мире, при этом в 2012 году около 8,2 миллиона случаев смерти были вызваны раком. Колоректальный рак, четвертая наиболее распространенная причина смерти от рака, считается вестернизированным заболеванием с высокими показателями заболеваемости (в Северной Америке, Австралии, Новой Зеландии и Европе (>40 случаев на 100 000). С одной стороны, значительные ассоциации между нездоровыми диетическими факторами и риском развития колоректального рака были продемонстрированы в нескольких исследованиях [97, 98]. С другой стороны, кишечная микробиота, по-видимому, управляет воспалением кишечника и развитием колоректального рака, особенно через его метаболиты. Управление модуляцией микробиоты кишечника путем потребления пробиотиков и пребиотиков может модифицировать метаболизм микробиоты кишечника для достижения цели профилактики колоректального рака, особенно в западных обществах [97, 98].

5.1. Короткоцепочечные жирные кислоты

Было показано, что молочные пропионибактерии, включая штаммы P. acidipropionici, P. freudenreichii subsp freudenreichii и P. freudenreichii subsp shermanii, обладают способностью индуцировать апоптоз в раковых клетках прямой кишки и желудка in vitro (HT29, Caco2 и HGT-1 раковые клеточные линии) [10,9,100,101] и in vivo у крыс, ассоциированных с микробиотой человека [102]. Пропионат и ацетат, вырабатываемые молочными пропионибактериями, были определены в качестве основных действующих лиц этого эффекта [10,99,101,101]. Проапоптотическое действие, оказываемое на культивируемые клетки рака толстой кишки и подтвержденное на модели канцерогенеза на животных, детально изучено на клеточном и молекулярном уровне. Как показано для бутирата, противораковый эффект пропионибактериальных SCFAs состоит в индукции апоптоза. Активируется апоптотический внутренний путь: SCFAs воздействуют на пору адениннуклеотидного трансклактора митохондрий (ANT), вызывая деполяризацию и пермеабилизацию митохондрий, утечку цитохрома С и активацию каспазы [99,100,101]. Кроме того, Cousin et al. (2016) показали, что эти SCFAs в сочетании с лечением TNF-связанным апоптоз-индуцирующим лигандом (TRAIL) повышают его цитотоксичность, усиливая экспрессию TRAIL-R2/DR5 в клетках HT29. TRAIL - это рецептор смерти, член суперсемейства рецепторов фактора некроза опухоли, который опосредует апоптоз путем активации внешнего апоптотического пути смерти [7]. Параллельно такие комбинации приводят к модуляции экспрессии генов, участвующих в апоптозе, снижая экспрессию FLIPL и XIAP, которые являются двумя ингибиторами апоптоза, регулирующими внешние и внутренние пути гибели клеток соответственно [10]. Кроме того, ингибирование гистондеацетилазы (HDAC) в клетках HT29 с помощью SCFAs приводит к ингибированию роста и остановке клеточного цикла экспрессией р21, что наблюдалось на транскриптомном и протеомном уровнях [10].

5.2. Конъюгированные жирные кислоты

Исследования In vitro и in vivo показали антипролиферативное действие конъюгированных жирных кислот, в том числе продуцируемых молочными пропионибактериями [84,86,87,88,89], на различные раковые клетки, такие как меланома, колоректальные, молочные, простатические и гепатомные клеточные линии [92]. Антипролиферативная кинетика зависит от времени и дозы. Кроме того, механизм и эффективность варьируются в зависимости от типа CFA → конъюгированная линоленовая кислота более эффективна, чем конъюгированная линолевая кислота, - и от типа изомера конкретной CFA [93,95]. Для некоторых изомеров CFA антипролиферативные механизмы на раковых клетках были охарактеризованы на молекулярном уровне: остановка цикла, перекисное окисление липидов и активация апоптотических путей индуцируются обработкой CFA in vitro и in vivo.

Что касается исследований на людях, то более низкие уровни CLA в сыворотке крови у финских женщин в постменопаузе были связаны с высокой частотой возникновения рака, а потребление молока было обратно связано с риском развития рака молочной железы. Кроме того, различные клинические испытания показали благотворное влияние конъюгированных жирных кислот на профилактику или лечение рака. Таким образом, биогидрирование полиненасыщенных жирных кислот пробиотическими бактериями, такими как молочные пропионибактерии, открывает возможность разработки кисломолочных или растительных ферментированных продуктов питания из ингредиентов, богатых полиненасыщенными жирными кислотами, предназначенных ДЛЯ онкологических групп высокого риска.

5.3. Биоремедиация против канцерогенных компонентов

Молочные пропионибактерии, среди других пробиотических бактерий, обладают способностью связываться in vitro и in vivo с тяжелыми металлами или токсинами, связанными с высоким риском развития рака, что может способствовать снижению факторов риска развития рака. Пропионовокислые бактерии продемонстрировали способность удалять растительные лектины, такие как конканавалин А и якалин, из клеток толстой кишки, что снижает токсичность лектинов для кишечных клеток [103]. Кроме того, отдельные штаммы молочных пропионибактерий и молочнокислых бактерий блокируют кишечную абсорбцию афлатоксина B1 и удаляют тяжелые металлы, такие как кадмий и свинец, зависимым от штамма образом [104,105,106,107,108]. Влияние детоксикации на афлатоксин B1 молочных пропионибактерий было подтверждено клиническими испытаниями населения Южного Китая, постоянно подвергающегося загрязнению афлатоксином [109].

Нет клинических данных о потреблении пропионибактерий у пациентов с колоректальным раком (CRC), однако поглощение P. freudenreichii людьми увеличивает количество SCFAs в кале, что указывает на возможность модулирования концентрации SCFAs в кишечнике с целью предотвращения возникновения CRC. При тестировании на здоровых мужчинах пробиотическая смесь, содержащая как молочнокислые бактерии, так и пропионибактерии [110,111], привела к снижению фекальной α-глюкозидазы, что связано с канцерогенезом.

6. Влияние векторизации на свойства пробиотика

Пробиотики обычно потребляются в форме высушенных микроорганизмов, в капсулах или таблетках. Разработка функциональных пищевых продуктов, сбраживаемых молочными пропионибактериями, является перспективной областью исследований. Польза для здоровья молочных пропионибактерий зависит от штамма, но средство доставки также играет решающую роль, которая остается мало изученной. Действительно, матрица влияет на количество метаболитов и / или способность бактерий сохраняться в кишечнике. Как показали Cousin et al (2012), противовоспалительный эффект P. freudenreichii усиливался при росте в среде ультрафильтрата молока [9], что можно объяснить повышенной экспрессией Slp по сравнению с классической средой роста. Биогидрирование полиненасыщенных кислот молочными пропионибактериями может повысить содержание CFAs в ферментированных молочных продуктах, но может быть ограничено низкой доступностью полиненасыщенных кислот в матрице. Природные источники конъюгированных жирных кислот очень ограничены и относительно низки; добавление химически синтезированных CFAs не может восполнить дефицит некоторых изомеров в пищевых продуктах. Растительные матрицы, такие как соя, богатая CL и CLN, могут быть использованы для разработки новых продуктов, обогащенных конъюгированными жирными кислотами, путем молочной ферментации пропионибактерий. Точно так же производство SCFAs пропорционально связано с количеством ферментируемых субстратов в среде. Молочные продукты естественно богаты лактозой, и молочные пропионибактерии могут использовать как лактат, так и лактозу. Средство доставки также влияет на толерантность молочных пропионибактерий к пищеварительным стрессам и адгезию к клеткам в зависимости от их биохимического состава, физической микроструктуры и существующей микробной экосистемы [23,24], которые непосредственно влияют на жизнеспособное количество бактерий, достигающее кишечника. Рост молочных пропионибактерий на стрессовых средах, таких как ферментированные молочные продукты, обеспечивает высокую толерантность к кислотным и желчно-солевым стрессам in vitro и in vivo [20]. Кроме того, молочные продукты с высоким осмотическим давлением усиливают накопление трегалозы, гликогена и полифосфата, что может улучшить переносимость дефицита питательных веществ в кишечнике [22]. Некоторые клинические испытания подтвердили матричный эффект; пробиотическая смесь, включающая P. freudenreichii, также была испытана на людях в обычных капсулах, в йогурте или в сыре. Наибольшее фекальное количество P. freudenreichii было получено из йогурта [112]. Соответственно, во французском исследовании на людях было показано, что йогурт способствует не только выживанию, но и кишечной метаболической активности P. freudenreichii [34].

7. Технологические применения молочных Пропионибактерий

7.1. Производство Швейцарских Сыров

Молочные пропионибактерии, особенно P. freudenreichii, в основном используются в качестве созревающей закваски для производства сыров швейцарского типа, таких как сыр Эмменталь. Они вносят свой вклад в их характерный аромат и вкус [1,113,114]. Отверстия образуются за счет производства углекислого газа (CO₂), образующегося при ферментации лактата и аспартата. Эти последние образуются в сыре при разложении лактозы и белков соответственно молочнокислыми бактериями. Способность и интенсивность метаболизма аспартата у P. freudenreichii являются штаммозависимыми; высокий метаболизм аспартата приводит к более высокой доле CO₂. Этот высокий катаболизм аспартата может быть связан с несовершенством вскрытия при созревании Эмментальского сыра, приводящим к образованию щелей и трещин [1,113]. Типичный швейцарский сырный вкус обусловлен главным образом наличием молочных пропионибактерий, которые продуцируют вкусовые соединения тремя путями метаболизма: ферментация лактата и аспартата, гидролиз жира и катаболизм аминокислот. Ферментация лактата и аспартата приводит к образованию органических кислот, главным образом пропионата, сукцината и ацетата, которые считаются основными вкусовыми соединениями. Свободные жирные кислоты также важны для вкуса сыра, липолитическая активность во время созревания сыра обусловлена главным образом молочными пропионибактериями в штаммозависимом виде [113,115]. Третье соединение - это летучие молекулы с разветвленной цепью, которые образуются в результате катаболизма аминокислот с разветвленной цепью. Два соединения с разветвленной цепью, продуцируемые P. freudenreichii, являются 2-метилбутановой кислотой и изовалериановой кислотой. В Эмментальских сырах P. freudenreichii достигает высокой популяции, с количеством более 10⁹ КОЕ / г сыра, в зависимости от срока созревания. Высокая толерантность P. freudenreichii к различным стрессам позволяет достичь этой популяции. Действительно, в процессе производства сыра молочные пропионибактерии сталкиваются с различными стрессами, такими как высокая и низкая температура, подкисление, осмотический стресс, вызванный NaCl; их устойчивость, по сравнению с другими видами молочных продуктов, ответственна за преобладание этого вида в сырах швейцарского типа [113]. Молочные пропионибактерии также могут быть реализованы в небольших количествах в различных сырах без отверстий для усиления образования аромата [1].

7.2. Производство питательных молекул

Молочные пропионибактерии производят несколько питательных молекул, необходимых для здоровья человека, таких как витамины группы В (включая кобаламин и фолиевую кислоту). Действительно, P. freudenreichii является единственным производителем B12, известная как бактерия GRAS [114]. Витамин B12 (или кобаламин) синтезируется в качестве кофактора для ферментации пропионовой кислоты. Витамин B12 является важным витамином, необходимым для поддержания здоровья нервных клеток, для производства генетического материала и энергии клетки, а также для других важных функций. Витамин В12 уже давно промышленно производится химическим синтезом, который требует более 70 ступеней химического процесса [116]. Этот способ производства слишком сложен и дорог, по сравнению с биосинтезом молочных пропионибактерий [116,117]. Путь синтеза витамина B12 в P. freudenreichii был полностью охарактеризован, и были предприняты важные усилия для улучшения биосинтеза витамина B12 путем реализации случайного мутагенеза и оптимизации условий ферментации [116,117]. DHNA, описанная выше как предшественник витамина К, также имеет потенциальное применение в качестве пребиотика для усиления популяции кишечных бифидобактерий. Промышленного производства DHNA не существует, тем не менее, в некоторых исследованиях изучалось, как улучшить производство DHNA путем манипулирования условиями ферментации [56,114].

7.3. Производство антимикробных молекул

Штаммы Propionibacterium spp широко используются в качестве пищевых биоконсервантов из-за их антимикробной активности. Было показано, что они подавляют рост плесени и нежелательных микроорганизмов во многих пищевых продуктах, что продлевает срок их хранения [1,6,16,116,117]. Пропионовая кислота является основной антимикробной молекулой, вырабатываемой молочными пропионибактериями. Микробное производство пропионовой кислоты ограничено параметрами, включая низкую производительность и низкую эффективность преобразования. Однако было показано, что некоторые виды (например, P. acidipropionici) продуцируют большое количество пропионовой кислоты путем ферментации глицерина без образования уксусной кислоты [117]. Другие органические кислоты также рассматриваются как антимикробные молекулы, в том числе уксусная, янтарная и молочная кислоты [116]. Для P. jensenii было показано, что 2-пирролидон-5-карбоновая кислота, 3-фенилмолочная кислота, гидроксифенил-молочная кислота и 3-фенил-молочная кислота обладают антимикробной активностью [117]. Кроме того, были описаны и охарактеризованы различные бактериоцины, продуцируемые как молочными, так и кожными пропионибактериями. Бактериоцины являются антимикробными пептидами или белками и активны против других пропионибактерий, молочнокислых бактерий, других грамположительных бактерий, грамотрицательных бактерий, дрожжей и плесени. На дату публикации данной статьи не существует бактериоцина из молочных пропионибактерий, признанного FDA GRAS; Необходимы дополнительные исследования для оценки их потенциального применения в качестве пищевых биоконсервантов или пробиотиков, продуцирующих бактериоцины, для ингибирования кишечных патогенов.

8. Вывод

Рассмотренные здесь исследования позволили разработать различные инструменты для скрининга и выяснения полезных свойств штаммов молочных пропионибактерий. Становятся доступными не только фенотипические признаки, но и молекулярные основы пробиотических эффектов. Молочные пропионибактерии используются для различных целей и употребляются в пищу в различных пищевых продуктах. Штаммы, используемые в пищевой промышленности, подвергаются скринингу на основе технологических свойств, но не на основе свойств здоровья. С другой стороны, технологические возможности пробиотических бактерий для получения ферментированного пищевого продукта изучаются крайне редко. Скрининг широких коллекций пропионибактерий на технологические и пробиотические свойства должен привести к разработке новых функциональных продуктов питания. Действительно, конкретные группы населения с проблемами здоровья, связанными с образом жизни в развитых странах (непереносимость, аллергия, воспаление, Рак), будут нуждаться в особых диетах. В этом контексте пропионибактерии могут играть ключевую роль через модуляцию ключевых параметров, таких как воспаление.

Дополнительная информация:

К разделу Пропионовокислые бактериии - наиполезнейшие из анаэробов

Литература

Thierry, A.; Falentin, H.; Deutsch, S.M.; Jan, G. Propionibacterium spp. In Encyclopedia of Dairy Sciences; Fox, P.F., McSweeney, P.L., Fuquay, J.W., Eds.; Academic Press: San Diego, CA, USA, 2011; Volume 1, pp. 403–411. [Google Scholar]
McDowell, A.; Nagy, I.; Magyari, M.; Barnard, E.; Patrick, S. The Opportunistic Pathogen Propionibacterium acnes: Insights into Typing, Human Disease, Clonal Diversification and CAMP Factor Evolution. PLoS ONE 2013, 8, e70897. [Google Scholar] [CrossRef] [ PubMed]
EFSA Panel on Biological Hazards (BIOHAZ) Scientific Opinion on the maintenance of the list of QPS biological agents intentionally added to food and feed (2013 update): QPS 2013 update. EFSA J. 2013 , 11, 3449.
Food and Agriculture Organization. WHO Probiotics in Food: Health and Nutritional Properties and Guidelines for Evaluation; FAO: Rome, Italy, 2006. [Google Scholar]
Cousin, F.J.; Mater, D.D.G.; Foligne, B.; Jan, G. Dairy propionibacteria as human probiotics: A review of recent evidence. Dairy Sci. Technol. 2010, 91, 1–26. [Google Scholar] [CrossRef]
Altieri, C. Dairy propionibacteria as probiotics: Recent evidences. World J. Microbiol. Biotechnol. 2016, 32, 172. [Google Scholar] [CrossRef] [ PubMed]
Plé, C.; Richoux, R.; Jardin, J.; Nurdin, M.; Briard-Bion, V.; Parayre, S.; Ferreira, S.; Pot, B.; Bouguen, G.; Deutsch, S.-M.; et al. Single-strain starter experimental cheese reveals anti-inflammatory effect of Propionibacterium freudenreichii CIRM BIA 129 in TNBS-colitis model. J. Funct. Foods 2015, 18, 575-585. [Google Scholar] [CrossRef]
Cousin, F.J.; Foligné, B.; Deutsch, S.-M.; Massart, S.; Parayre, S.; Le Loir, Y.; Boudry, G.; Jan, G. Assessment of the Probiotic Potential of a Dairy Product Fermented by Propionibacterium freudenreichii in Piglets. J. Agric. Food Chem. 2012, 60, 7917–7927. [Google Scholar] [CrossRef] [ PubMed]
Cousin, F.J.; Louesdon, S.; Maillard, M.-B.; Parayre, S.; Falentin, H.; Deutsch, S.-M.; Boudry, G.; Jan, G. The first dairy product exclusively fermented by Propionibacterium freudenreichii: A new vector to study probiotic potentialities in vivo. Food Microbiol. 2012, 32, 135–146. [Google Scholar] [CrossRef] [ PubMed]
Cousin, F.J.; Jouan-Lanhouet, S.; Théret, N.; Brenner, C.; Jouan, E.; Moigne-Muller, G.L.; Dimanche-Boitrel, M.-T.; Jan, G.; Cousin, F.J.; Jouan-Lanhouet, S.; et al. The probiotic Propionibacterium freudenreichii as a new adjuvant for TRAIL-based therapy in colorectal cancer. Oncotarget 2016, 7, 7161-7178. [Google Scholar] [PubMed]
Okada, Y.; Tsuzuki, Y.; Narimatsu, K.; Sato, H.; Ueda, T.; Hozumi, H.; Sato, S.; Hokari, R.; Kurihara, C.; Komoto, S.; et al. 1,4-Dihydroxy-2-naphthoic acid from Propionibacterium freudenreichii reduces inflammation in interleukin-10-deficient mice with colitis by suppressing macrophage-derived proinflammatory cytokines. J. Leukoc. Biol. 2013, 94, 473–480. [Google Scholar] [CrossRef] [ PubMed]
Plé, C.; Breton, J.; Richoux, R.; Nurdin, M.; Deutsch, S.-M.; Falentin, H.; Hervé, C.; Chuat, V.; Lemée, R.; Maguin, E.; et al. Combining selected immunomodulatory Propionibacterium freudenreichii and Lactobacillus delbrueckii strains: Reverse engineering development of an anti-inflammatory cheese. Mol. Nutr. Food Res. 2016, 60, 935–948. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Okada, Y. Propionibacterium freudenreichii component 1.4-dihydroxy-2-naphthoic acid (DHNA) attenuates dextran sodium sulphate induced colitis by modulation of bacterial flora and lymphocyte homing. Gut 2006, 55, 681–688. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Falentin, H.; Deutsch, S.-M.; Jan, G.; Loux, V.; Thierry, A.; Parayre, S.; Maillard, M.-B.; Dherbécourt, J.; Cousin, F.J.; Jardin, J.; et al. The Complete Genome of Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA1T, a Hardy Actinobacterium with Food and Probiotic Applications. PLoS ONE 2010, 5, e11748. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Parizzi, L.P.; Grassi, M.C.B.; Llerena, L.A.; Carazzolle, M.F.; Queiroz, V.L.; Lunardi, I.; Zeidler, A.F.; Teixeira, P.J.; Mieczkowski, P.; Rincones, J.; et al. The genome sequence of Propionibacterium acidipropionici provides insights into its biotechnological and industrial potential. BMC Genom. 2012, 13, 562. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Amund, O.D. Exploring the relationship between exposure to technological and gastrointestinal stress and probiotic functional properties of lactobacilli and bifidobacteria. Can. J. Microbiol. 2016, 62, 715–725. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Corcoran, B.; Stanton, C.; Fitzgerald, G.; Ross, R. Life under Stress: The Probiotic Stress Response and How it may be Manipulated. Curr. Pharm. Des. 2008, 14, 1382–1399. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Huang, Y.; Adams, M.C. In vitro assessment of the upper gastrointestinal tolerance of potential probiotic dairy propionibacteria. Int. J. Food Microbiol. 2004, 91, 253–260. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Campaniello, D.; Bevilacqua, A.; Sinigaglia, M.; Altieri, C. Screening of Propionibacterium spp. for potential probiotic properties. Anaerobe 2015, 34, 169–173. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Gagnaire, V.; Jardin, J.; Rabah, H.; Briard-Bion, V.; Jan, G. Emmental Cheese Environment Enhances Propionibacterium freudenreichii Stress Tolerance. PLoS ONE 2015, 10, e0135780. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Martinovic, A.; Brede, M.E.; Vegarud, G.E.; Østlie, H.M.; Narvhus, J.; Skeie, S.B. Survival of lactic acid and propionibacteria in low- and full-fat Dutch-type cheese during human digestion ex vivo. Lett. Appl. Microbiol. 2016, 62, 404–410. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Huang, S.; Rabah, H.; Jardin, J.; Briard-Bion, V.; Parayre, S.; Maillard, M.-B.; Le Loir, Y.; Chen, X.D.; Schuck, P.; Jeantet, R.; et al. Hyperconcentrated Sweet Whey, a New Culture Medium That Enhances Propionibacterium freudenreichii Stress Tolerance. Appl. Environ. Microbiol. 2016, 82, 4641–4651. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Ranadheera, C.S.; Evans, C.A.; Adams, M.C.; Baines, S.K. Effect of dairy probiotic combinations on in vitro gastrointestinal tolerance, intestinal epithelial cell adhesion and cytokine secretion. J. Funct. Foods 2014, 8, 18–25. [Google Scholar] [CrossRef]
Ranadheera, C.S.; Evans, C.A.; Adams, M.C.; Baines, S.K. In vitro analysis of gastrointestinal tolerance and intestinal cell adhesion of probiotics in goat’s milk ice cream and yogurt, In vitro analysis of gastrointestinal tolerance and intestinal cell adhesion of probiotics in goat’s milk ice cream and yogurt. Food Res. Int. 2012, 49, 619–625. [Google Scholar] [CrossRef]
Anastasiou, R.; Leverrier, P.; Krestas, I.; Rouault, A.; Kalantzopoulos, G.; Boyaval, P.; Tsakalidou, E.; Jan, G. Changes in protein synthesis during thermal adaptation of Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii. Int. J. Food Microbiol. 2006, 108, 301–314. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Jan, G.; Leverrier, P.; Pichereau, V.; Boyaval, P. Changes in Protein Synthesis and Morphology during Acid Adaptation of Propionibacterium freudenreichii. Appl. Environ. Microbiol. 2001, 67, 2029–2036. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Leverrier, P.; Dimova, D.; Pichereau, V.; Auffray, Y.; Boyaval, P.; Jan, G. Susceptibility and Adaptive Response to Bile Salts in Propionibacterium freudenreichii: Physiological and Proteomic Analysis. Appl. Environ. Microbiol. 2003, 69, 3809–3818. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Leverrier, P.; Vissers, J.P.C.; Rouault, A.; Boyaval, P.; Jan, G. Mass spectrometry proteomic analysis of stress adaptation reveals both common and distinct response pathways in Propionibacterium freudenreichii. Arch. Microbiol. 2004, 181, 215–230. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Guan, N.; Shin, H.; Chen, R.R.; Li, J.; Liu, L.; Du, G.; Chen, J. Understanding of how Propionibacterium acidipropionici respond to propionic acid stress at the level of proteomics. Sci. Rep. 2014, 4, 6951. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Guan, N.; Liu, L.; Shin, H.; Chen, R.R.; Zhang, J.; Li, J.; Du, G.; Shi, Z.; Chen, J. Systems-level understanding of how Propionibacterium acidipropionici respond to propionic acid stress at the microenvironment levels: Mechanism and application. J. Biotechnol. 2013, 167, 56–63. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Cardoso, F.S.; Gaspar, P.; Hugenholtz, J.; Ramos, A.; Santos, H. Enhancement of trehalose production in dairy propionibacteria through manipulation of environmental conditions. Int. J. Food Microbiol. 2004, 91, 195–204. [Google Scholar] [CrossRef]
Lan, A.; Bruneau, A.; Philippe, C.; Rochet, V.; Rouault, A.; Hervé, C.; Roland, N.; Rabot, S.; Jan, G. Survival and metabolic activity of selected strains of Propionibacterium freudenreichii in the gastrointestinal tract of human microbiota-associated rats. Br. J. Nutr. 2007, 97, 714. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Argañaraz-Martínez, E.; Babot, J.D.; Apella, M.C.; Perez Chaia, A. Physiological and functional characteristics of Propionibacterium strains of the poultry microbiota and relevance for the development of probiotic products. Anaerobe 2013, 23, 27–37. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hervé, C.; Fondrevez, M.; Chéron, A.; Barloy-Hubler, F.; Jan, G. Transcarboxylase mRNA: A marker which evidences P. freudenreichii survival and metabolic activity during its transit in the human gut. Int. J. Food Microbiol. 2007, 113, 303–314. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Saraoui, T.; Parayre, S.; Guernec, G.; Loux, V.; Montfort, J.; Le Cam, A.; Boudry, G.; Jan, G.; Falentin, H. A unique in vivo experimental approach reveals metabolic adaptation of the probiotic Propionibacterium freudenreichii to the colon environment. BMC Genom. 2013, 14, 911. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Zárate, G.; Palacios, J.M.; Villena, J.; Zúñiga-Hansen, M.E. Inhibition of enteropathogens adhesion to human enterocyte-like HT-29 cells by a dairy strain of Propionibacterium acidipropionici. Benef. Microbes 2016, 7, 431–441. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Zárate, G.; Morata De Ambrosini, V.; Perez Chaia, A.; González, S. Some factors affecting the adherence of probiotic Propionibacterium acidipropionici CRL 1198 to intestinal epithelial cells. Can. J. Microbiol. 2002, 48, 449–457. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Ouwehand, A.C.; Tölkkö, S.; Kulmala, J.; Salminen, S.; Salminen, E. Adhesion of inactivated probiotic strains to intestinal mucus. Lett. Appl. Microbiol. 2000, 31, 82–86. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Tuomola, E.M.; Ouwehand, A.C.; Salminen, S.J. Human ileostomy glycoproteins as a model for small intestinal mucus to investigate adhesion of probiotics. Lett. Appl. Microbiol. 1999, 28, 159–163. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Ganan, M.; Martinez-Rodriguez, A.J.; Carrascosa, A.V.; Vesterlund, S.; Salminen, S.; Satokari, R. Interaction of Campylobacter spp. and Human Probiotics in Chicken Intestinal Mucus: Adhesion of Campylobacter and Interaction with Probiotics. Zoonoses Public Health 2013, 60, 141–148. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Darilmaz, D.O.; Beyatli, Y.; Yuksekdag, Z.N. Aggregation and Hydrophobicity Properties of 6 Dairy Propionibacteria Strains Isolated from Homemade Turkish Cheeses. J. Food Sci. 2012, 77, M20–M24. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Vesterlund, S. Staphylococcus aureus adheres to human intestinal mucus but can be displaced by certain lactic acid bacteria. Microbiology 2006, 152, 1819–1826. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hajfarajollah, H.; Mokhtarani, B.; Noghabi, K.A. Newly Antibacterial and Antiadhesive Lipopeptide Biosurfactant Secreted by a Probiotic Strain, Propionibacterium freudenreichii. Appl. Biochem. Biotechnol. 2014, 174, 2725–2740. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Nair, D.V.T.; Kollanoor-Johny, A. Effect of Propionibacterium freudenreichii on Salmonella multiplication, motility, and association with avian epithelial cells. Poult. Sci. 2016. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Le Maréchal, C.; Peton, V.; Plé, C.; Vroland, C.; Jardin, J.; Briard-Bion, V.; Durant, G.; Chuat, V.; Loux, V.; Foligné, B.; et al. Surface proteins of Propionibacterium freudenreichii are involved in its anti-inflammatory properties. J. Proteom. 2015, 113, 447–461. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Falentin, H.; Deutsch, S.-M.; Loux, V.; Hammani, A.; Buratti, J.; Parayre, S.; Chuat, V.; Barbe, V.; Aury, J.-M.; Jan, G.; et al. Permanent draft genome sequence of the probiotic strain Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 (ITG P20). Stand. Genom. Sci. 2016, 11, 6. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hudson, L.E.; Anderson, S.E.; Corbett, A.H.; Lamb, T.J. Gleaning Insights from Fecal Microbiota Transplantation and Probiotic Studies for the Rational Design of Combination Microbial Therapies. Clin. Microbiol. Rev. 2017, 30, 191–231. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Fukumoto, S.; Toshimitsu, T.; Matsuoka, S.; Maruyama, A.; Oh-oka, K.; Takamura, T.; Nakamura, Y.; Ishimaru, K.; Fujii-Kuriyama, Y.; Ikegami, S.; et al. Identification of a probiotic bacteria-derived activator of the aryl hydrocarbon receptor that inhibits colitis. Immunol. Cell Biol. 2014, 92, 460–465. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Mitsuyama, K.; Masuda, J.; Yamasaki, H.; Kuwaki, K.; Kitazaki, S.; Koga, H.; Uchida, M.; Sata, M. Treatment of Ulcerative Colitis with Milk Whey Culture with Propionibacterium freudenreichii. J. Intest. Microbiol. 2007, 21, 143–147. [Google Scholar]
Hojo, K.; Yoda, N.; Tsuchita, H.; Ohtsu, T.; Seki, K.; Taketomo, N.; Murayama, T.; Iino, H. Effect of Ingested Culture of Propionibacterium freudenreichii ET-3 on Fecal Microflora and Stool Frequency in Healthy Females. Biosci. Microflora 2002, 21, 115–120. [Google Scholar] [CrossRef]
Seki, K.; Nakao, H.; Umino, H.; Isshiki, H.; Yoda, N.; Tachihara, R.; Ohuchi, T.; Saruta, H.; Suzuki, K.; Mitsuoka, T. Effects of Fermented Milk Whey Containing Novel Bifidogenic Growth Stimulator Produced by Propionibacterium on Fecal Bacteria, Putrefactive Metabolite, Defecation Frequency and Fecal Properties in Senile Volunteers Needed Serious Nursing-Care Taking Enteral Nutrition by Tube Feeding. J. Intest. Microbiol. 2004, 18, 107–115. [Google Scholar]
Martínez, E.A.; Babot, J.D.; Lorenzo-Pisarello, M.J.; Apella, M.C.; Chaia, A.P. Feed supplementation with avian Propionibacterium acidipropionici contributes to mucosa development in early stages of rearing broiler chickens. Benef. Microbes 2016, 7, 687–698. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
O’Callaghan, A.; van Sinderen, D. Bifidobacteria and Their Role as Members of the Human Gut Microbiota. Front. Microbiol. 2016, 7. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Wexler, H.M. Bacteroides: The Good, the Bad, and the Nitty-Gritty. Clin. Microbiol. Rev. 2007, 20, 593–621. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Isawa, K.; Hojo, K.; Yoda, N.; Kamiyama, T.; Makino, S.; Saito, M.; Sugano, H.; Mizoguchi, C.; Kurama, S.; Shibasaki, M.; et al. Isolation and Identification of a New Bifidogenic Growth Stimulator Produced by Propionibacterium freudenreichii ET-3. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2002, 66, 679–681. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Furuichi, K.; Hojo, K.; Katakura, Y.; Ninomiya, K.; Shioya, S. Aerobic culture of Propionibacterium freudenreichii ET-3 can increase production ratio of 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid to menaquinone. J. Biosci. Bioeng. 2006, 101, 464–470. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Kaneko, T. A Novel Bifidogenic Growth Stimulator Produced by Propionibacterium freudenreichii. Biosci. Microflora 1999, 18, 73–80. [Google Scholar] [CrossRef]
Yamazaki, S.; Kano, K.; Ikeda, T.; Isawa, K.; Kaneko, T. Role of 2-amino-3-carboxy-1,4-naphthoquinone, a strong growth stimulator for bifidobacteria, as an electron transfer mediator for NAD(P)+ regeneration in Bifidobacterium longum. Biochim. Biophys. Acta BBA Gen. Subj. 1999, 1428, 241–250. [Google Scholar] [CrossRef]
Kaneko, T.; Mori, H.; Iwata, M.; Meguro, S. Growth Stimulator for Bifidobacteria Produced by Propionibacterium freudenreichii and Several Intestinal Bacteria. J. Dairy Sci. 1994, 77, 393–404. [Google Scholar] [CrossRef]
Uchida, M.; Tsuboi, H.; Takahashi, M.; Nemoto, A.; Seki, K.; Tsunoo, H.; Martyres, S.; Roberts, A. Safety of high doses of Propionibacterium freudenreichii ET-3 culture in healthy adult subjects. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2011, 60, 262–267. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Lorenzo-Pisarello, M.J.; Gultemirian, M.L.; Nieto-Peñalver, C.; Perez Chaia, A. Propionibacterium acidipropionici CRL1198 influences the production of acids and the growth of bacterial genera stimulated by inulin in a murine model of cecal slurries. Anaerobe 2010, 16, 345–354. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Luo, J.; Ranadheera, C.S.; King, S.; Evans, C.A.; Baines, S.K. Potential influence of dairy propionibacteria on the growth and acid metabolism of Streptococcus bovis and Megasphaera elsdenii. Benef. Microbes 2016, 8, 111–119. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Sánchez, B.; Delgado, S.; Blanco-Míguez, A.; Lourenço, A.; Gueimonde, M.; Margolles, A. Probiotics, gut microbiota, and their influence on host health and disease. Mol. Nutr. Food Res. 2017, 61, 1600240. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Wasilewski, A.; Zielińska, M.; Storr, M.; Fichna, J. Beneficial Effects of Probiotics, Prebiotics, Synbiotics, and Psychobiotics in Inflammatory Bowel Disease. Inflamm. Bowel Dis. 2015, 21, 1674–1682. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
DuPont, A.; Richards, D.M.; Jelinek, K.A.; Krill, J.; Rahimi, E.; Ghouri, Y. Systematic review of randomized controlled trials of probiotics, prebiotics, and synbiotics in inflammatory bowel disease. Clin. Exp. Gastroenterol. 2014, 7, 473. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Foligné, B.; Breton, J.; Mater, D.; Jan, G. Tracking the microbiome functionality: Focus on Propionibacterium species. Gut 2013, 62, 1227–1228. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Foligne, B.; Deutsch, S.-M.; Breton, J.; Cousin, F.J.; Dewulf, J.; Samson, M.; Pot, B.; Jan, G. Promising Immunomodulatory Effects of Selected Strains of Dairy Propionibacteria as Evidenced In Vitro and In Vivo. Appl. Environ. Microbiol. 2010, 76, 8259–8264. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Oksaharju, A.; Kooistra, T.; Kleemann, R.; van Duyvenvoorde, W.; Miettinen, M.; Lappalainen, J.; Lindstedt, K.A.; Kovanen, P.T.; Korpela, R.; Kekkonen, R.A. Effects of probiotic Lactobacillus rhamnosus GG and Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii JS supplementation on intestinal and systemic markers of inflammation in ApoE*3Leiden mice consuming a high-fat diet. Br. J. Nutr. 2013, 110, 77–85. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Kajander, K.; Myllyluoma, E.; Rajilić-Stojanović, M.; Kyrönpalo, S.; Rasmussen, M.; Järvenpää, S.; Zoetendal, E.G.; De Vos, W.M.; Vapaatalo, H.; Korpela, R. Clinical trial: Multispecies probiotic supplementation alleviates the symptoms of irritable bowel syndrome and stabilizes intestinal microbiota. Aliment. Pharmacol. Ther. 2008, 27, 48–57. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Suzuki, A.; Mitsuyama, K.; Koga, H.; Tomiyasu, N.; Masuda, J.; Takaki, K.; Tsuruta, O.; Toyonaga, A.; Sata, M. Bifidogenic growth stimulator for the treatment of active ulcerative colitis: A pilot study. Nutrition 2006, 22, 76–81. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Lortal, S.; Rouault, A.; Cesselin, B.; Sleytr, U.B. Paracrystalline surface layers of dairy propionibacteria. Appl. Environ. Microbiol. 1993, 59, 2369–2374. [Google Scholar] [PubMed]
Fagan, R.P.; Fairweather, N.F. Biogenesis and functions of bacterial S-layers. Nat. Rev. Microbiol. 2014, 12, 211–222. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Ilk, N.; Egelseer, E.M.; Sleytr, U.B. S-layer fusion proteins—Construction principles and applications. Curr. Opin. Biotechnol. 2011, 22, 824–831. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Deutsch, S.-M.; Mariadassou, M.; Nicolas, P.; Parayre, S.; Le Guellec, R.; Chuat, V.; Peton, V.; Le Maréchal, C.; Burati, J.; Loux, V.; et al. Identification of proteins involved in the anti-inflammatory properties of Propionibacterium freudenreichii by means of a multi-strain study. Sci. Rep. 2017, 7, 46409. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Deutsch, S.-M.; Parayre, S.; Bouchoux, A.; Guyomarc’h, F.; Dewulf, J.; Dols-Lafargue, M.; Bagliniere, F.; Cousin, F.J.; Falentin, H.; Jan, G.; et al. Contribution of Surface—Glucan Polysaccharide to Physicochemical and Immunomodulatory Properties of Propionibacterium freudenreichii. Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, 1765–1775. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Deutsch, S.M.; Bivic, P.L.; Herve, C.; Madec, M.N.; LaPointe, G.; Jan, G.; Loir, Y.L.; Falentin, H. Correlation of the Capsular Phenotype in Propionibacterium freudenreichii with the Level of Expression of gtf, a Unique Polysaccharide Synthase-Encoding Gene. Appl. Environ. Microbiol. 2010, 76, 2740–2746. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Lightfoot, Y.L.; Selle, K.; Yang, T.; Goh, Y.J.; Sahay, B.; Zadeh, M.; Owen, J.L.; Colliou, N.; Li, E.; Johannssen, T.; et al. SIGNR3-dependent immune regulation by Lactobacillus acidophilus surface layer protein A in colitis. EMBO J. 2015, 34, 881–895. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Konstantinov, S.R.; Smidt, H.; de Vos, W.M.; Bruijns, S.C.M.; Singh, S.K.; Valence, F.; Molle, D.; Lortal, S.; Altermann, E.; Klaenhammer, T.R.; et al. S layer protein A of Lactobacillus acidophilus NCFM regulates immature dendritic cell and T cell functions. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 19474–19479. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Puertollano, E.; Kolida, S.; Yaqoob, P. Biological significance of short-chain fatty acid metabolism by the intestinal microbiome. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care 2014, 17, 139–144. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Tan, J.; McKenzie, C.; Potamitis, M.; Thorburn, A.N.; Mackay, C.R.; Macia, L. Chapter Three—The Role of Short-Chain Fatty Acids in Health and Disease. In Advances in Immunology; Alt, F.W., Ed.; Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2014; Volume 121, pp. 91–119. [Google Scholar]
Kim, C.H.; Park, J.; Kim, M. Gut microbiota-derived short-chain Fatty acids, T cells, and inflammation. Immune Netw. 2014, 14, 277–288. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Zimmerman, M.A.; Singh, N.; Martin, P.M.; Thangaraju, M.; Ganapathy, V.; Waller, J.L.; Shi, H.; Robertson, K.D.; Munn, D.H.; Liu, K. Butyrate suppresses colonic inflammation through HDAC1-dependent Fas upregulation and Fas-mediated apoptosis of T cells. AJP Gastrointest. Liver Physiol. 2012, 302, G1405–G1415. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
McIntosh, F.M.; Shingfield, K.J.; Devillard, E.; Russell, W.R.; Wallace, R.J. Mechanism of conjugated linoleic acid and vaccenic acid formation in human faecal suspensions and pure cultures of intestinal bacteria. Microbiology 2009, 155, 285–294. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Jiang, J.; Björck, L.; Fonden, R. Production of conjugated linoleic acid by dairy starter cultures. J. Appl. Microbiol. 1998, 85, 95–102. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Xu, S.; Boylston, T.D.; Glatz, B.A. Conjugated Linoleic Acid Content and Organoleptic Attributes of Fermented Milk Products Produced with Probiotic Bacteria. J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 9064–9072. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hennessy, A.A.; Barrett, E.; Paul Ross, R.; Fitzgerald, G.F.; Devery, R.; Stanton, C. The Production of Conjugated α-Linolenic, γ-Linolenic and Stearidonic Acids by Strains of Bifidobacteria and Propionibacteria. Lipids 2012, 47, 313–327. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Gorissen, L.; Leroy, F.; De Vuyst, L.; De Smet, S.; Raes, K. Bacterial Production of Conjugated Linoleic and Linolenic Acid in Foods: A Technological Challenge. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2015, 55, 1561–1574. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Rainio, A.; Vahvaselkä, M.; Suomalainen, T.; Laakso, S. Reduction of linoleic acid inhibition in production of conjugated linoleic acid by Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii. Can. J. Microbiol. 2001, 47, 735–740. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Fontes, A.L.; Pimentel, L.L.; Simões, C.D.; Gomes, A.M.P.; Rodríguez-Alcalá, L.M. Evidences and perspectives in the utilization of CLNA isomers as bioactive compound in foods. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2017, 57, 2611–2622. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Yuan, G.-F.; Chen, X.-E.; Li, D. Conjugated linolenic acids and their bioactivities: A review. Food Funct. 2014, 5, 1360. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Yuan, G.; Chen, X.; Li, D. Modulation of Peroxisome Proliferator-Activated Receptor gamma (PPAR γ) by Conjugated Fatty Acid in Obesity and Inflammatory Bowel Disease. J. Agric. Food Chem. 2015, 63, 1883–1895. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Kim, J.H.; Kim, Y.; Kim, Y.J.; Park, Y. Conjugated Linoleic Acid: Potential Health Benefits as a Functional Food Ingredient. Annu. Rev. Food Sci. Technol. 2016, 7, 221–244. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Churruca, I.; Fernández-Quintela, A.; Portillo, M.P. Conjugated linoleic acid isomers: Differences in metabolism and biological effects. BioFactors 2009, 35, 105–111. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Draper, E.; DeCourcey, J.; Higgins, S.C.; Canavan, M.; McEvoy, F.; Lynch, M.; Keogh, B.; Reynolds, C.; Roche, H.M.; Mills, K.H.G.; et al. Conjugated linoleic acid suppresses dendritic cell activation and subsequent Th17 responses. J. Nutr. Biochem. 2014, 25, 741–749. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hennessy, A.A.; Ross, P.R.; Fitzgerald, G.F.; Stanton, C. Sources and Bioactive Properties of Conjugated Dietary Fatty Acids. Lipids 2016, 51, 377–397. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Viladomiu, M.; Hontecillas, R.; Bassaganya-Riera, J. Modulation of inflammation and immunity by dietary conjugated linoleic acid. Eur. J. Pharmacol. 2016, 785, 87–95. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Bultman, S.J. Interplay between diet, gut microbiota, epigenetic events, and colorectal cancer. Mol. Nutr. Food Res. 2017, 61, 1500902. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
O’Keefe, S.J.D. Diet, microorganisms and their metabolites, and colon cancer. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2016, 13, 691–706. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Jan, G.; Belzacq, A.-S.; Haouzi, D.; Rouault, A.; Métivier, D.; Kroemer, G.; Brenner, C. Propionibacteria induce apoptosis of colorectal carcinoma cells via short-chain fatty acids acting on mitochondria. Cell Death Differ. 2002, 9, 179–188. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Lan, A.; Lagadic-Gossmann, D.; Lemaire, C.; Brenner, C.; Jan, G. Acidic extracellular pH shifts colorectal cancer cell death from apoptosis to necrosis upon exposure to propionate and acetate, major end-products of the human probiotic propionibacteria. Apoptosis 2007, 12, 573–591. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Cousin, F.J.; Jouan-Lanhouet, S.; Dimanche-Boitrel, M.-T.; Corcos, L.; Jan, G. Milk Fermented by Propionibacterium freudenreichii Induces Apoptosis of HGT-1 Human Gastric Cancer Cells. PLoS ONE 2012, 7, e31892. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Lan, A.; Bruneau, A.; Bensaada, M.; Philippe, C.; Bellaud, P.; Rabot, S.; Jan, G. Increased induction of apoptosis by Propionibacterium freudenreichii TL133 in colonic mucosal crypts of human microbiota-associated rats treated with 1,2-dimethylhydrazine. Br. J. Nutr. 2008, 100, 1251. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Zarate, G.; Perez Chaia, A. Dairy bacteria remove in vitro dietary lectins with toxic effects on colonic cells. J. Appl. Microbiol. 2009, 106, 1050–1057. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Halttunen, T.; Collado, M.C.; El-Nezami, H.; Meriluoto, J.; Salminen, S. Combining strains of lactic acid bacteria may reduce their toxin and heavy metal removal efficiency from aqueous solution: Toxin removal with LAB combination. Lett. Appl. Microbiol. 2007, 46, 160–165. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Lee, Y.K.; El-Nezami, H.; Haskard, C.A.; Gratz, S.; Puong, K.Y.; Salminen, S.; Mykkänen, H. Kinetics of adsorption and desorption of aflatoxin B1 by viable and nonviable bacteria. J. Food Prot. 2003, 66, 426–430. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Gratz, S.; Mykkänen, H.; El-Nezami, H. Aflatoxin B1 binding by a mixture of Lactobacillus and Propionibacterium: In vitro versus ex vivo. J. Food Prot. 2005, 68, 2470–2474. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Gratz, S.; Mykkanen, H.; Ouwehand, A.C.; Juvonen, R.; Salminen, S.; El-Nezami, H. Intestinal Mucus Alters the Ability of Probiotic Bacteria To Bind Aflatoxin B1 In Vitro. Appl. Environ. Microbiol. 2004, 70, 6306–6308. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
El-Nezami, H.; Mykkänen, H.; Kankaanpää, P.; Salminen, S.; Ahokas, J. Ability of Lactobacillus and Propionibacterium strains to remove aflatoxin B, from the chicken duodenum. J. Food Prot. 2000, 63, 549–552. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
El-Nezami, H.S.; Polychronaki, N.N.; Ma, J.; Zhu, H.; Ling, W.; Salminen, E.K.; Juvonen, R.O.; Salminen, S.J.; Poussa, T.; Mykkänen, H.M. Probiotic supplementation reduces a biomarker for increased risk of liver cancer in young men from Southern China. Am. J. Clin. Nutr. 2006, 83, 1199–1203. [Google Scholar] [PubMed]
Kekkonen, R.A.; Holma, R.; Hatakka, K.; Suomalainen, T.; Poussa, T.; Adlercreutz, H.; Korpela, R. A Probiotic Mixture Including Galactooligosaccharides Decreases Fecal-Glucosidase Activity but Does Not Affect Serum Enterolactone Concentration in Men during a Two-Week Intervention. J. Nutr. 2011, 141, 870–876. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hatakka, K.; Holma, R.; El-Nezami, H.; Suomalainen, T.; Kuisma, M.; Saxelin, M.; Poussa, T.; Mykkänen, H.; Korpela, R. The influence of Lactobacillus rhamnosus LC705 together with Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii JS on potentially carcinogenic bacterial activity in human colon. Int. J. Food Microbiol. 2008, 128, 406–410. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Saxelin, M.; Lassig, A.; Karjalainen, H.; Tynkkynen, S.; Surakka, A.; Vapaatalo, H.; Järvenpää, S.; Korpela, R.; Mutanen, M.; Hatakka, K. Persistence of probiotic strains in the gastrointestinal tract when administered as capsules, yoghurt, or cheese. Int. J. Food Microbiol. 2010, 144, 293–300. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Thierry, A.; Deutsch, S.-M.; Falentin, H.; Dalmasso, M.; Cousin, F.J.; Jan, G. New insights into physiology and metabolism of Propionibacterium freudenreichii. Int. J. Food Microbiol. 2011, 149, 19–27. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Zárate, G. Dairy Propionibacteria: Less Conventional Probiotics to Improve the Human and Animal Health. In Probiotic in Animals; InTechOpen: Rijeka, Croatia, 2012; ISBN 978-953-51-0777-4. [Google Scholar]
Yee, A.L.; Maillard, M.-B.; Roland, N.; Chuat, V.; Leclerc, A.; Pogačić, T.; Valence, F.; Thierry, A. Great interspecies and intraspecies diversity of dairy propionibacteria in the production of cheese aroma compounds. Int. J. Food Microbiol. 2014, 191, 60–68. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Piao, Y.; Yamashita, M.; Kawaraichi, N.; Asegawa, R.; Ono, H.; Murooka, Y. Production of vitamin B12 in genetically engineered Propionibacterium freudenreichii. J. Biosci. Bioeng. 2004, 98, 167–173. [Google Scholar] [CrossRef]
Wang, P.; Zhang, Z.; Jiao, Y.; Liu, S.; Wang, Y. Improved propionic acid and 5,6-dimethylbenzimidazole control strategy for vitamin B12 fermentation by Propionibacterium freudenreichii. J. Biotechnol. 2015, 193, 123–129. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]

Будьте здоровы!

Перейти к ссылкам к основным разделам