促进骨骼发育、提升骨骼密度、减少软骨磨损的唾液链球菌嗜热亚种YM1921、YM1921-TWK10菌群及代谢产物和后生元的制作方法

本发明属于微生物，尤其涉及一株促进骨骼发育、提升骨骼密度、减少软骨磨损的唾液链球菌嗜热亚种ym1921、ym1921-twk10菌群及代谢产物和后生元。

背景技术：

1、骨质疏松症及骨关节炎作为全球性健康问题，其发病率随老龄化加剧逐年攀升。当前临床干预主要依赖双膦酸盐、rankl抑制剂等药物，但长期使用易引发胃肠道损伤、下颌骨坏死等副作用，且无法逆转软骨退化。

2、近年来，益生菌因其安全性成为骨骼健康研究热点，然而现有成果多集中于乳酸杆菌属，且其作用机制局限于促进钙离子吸收，对成骨/破骨细胞动态平衡的调控效果微弱，亦缺乏对骨代谢保护证据。

技术实现思路

1、针对以上技术问题，本发明提供一株促进骨骼发育、提升骨骼密度、减少软骨磨损的唾液链球菌嗜热亚种ym1921、ym1921-twk10菌群及代谢产物和后生元。该唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株可同步实现促进骨细胞增殖和成骨细胞分化，突破了现有技术的单一作用模式，进而能够发挥促进骨骼发育、提升骨骼密度、减少软骨磨损的作用。

2、为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

3、本发明第一方面提供一株唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株，其分类名称为唾液链球菌嗜热亚种（

streptococcus salivarius subsp. thermophilus），于2024年9月10日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为cgmcc no. 31927；保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。

4、本发明提供的唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株是从传统乳制品中分离得到的。实验证明，其在模拟真实人体肠道环境下的发酵代谢产物能够促进间充质干细胞c3h10t1/2增殖，并能提高c3h10t1/2细胞的alp酶活性。碱性磷酸酶（alp）是一种广泛存在于人体骨骼、肝脏、肠道、肾脏和胎盘等组织中的水解酶。在骨骼系统中，alp的主要功能是参与骨骼形成和重建过程，其活性升高能直接促进骨生成，是成骨分化的关键指标。并且alp能够通过水解焦磷酸盐（矿化抑制剂）和提供磷酸盐直接促进羟基磷灰石沉积，这是骨密度增加的物质基础，并且已有研究证明，在骨质疏松模型中，提升alp活性的药物可改善骨微结构及骨矿密度。此外，间充质干细胞分化时不仅会在膜内成骨中形成成骨组织，还在软骨内形成软骨组织，从而减少。因此，该唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株能够通过促进间充质干细胞增殖以及提高alp酶活性而起到促进骨骼发育、提升骨骼密度、减少软骨磨损的作用。

5、本发明第二方面提供上述唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株的代谢产物。

6、优选地，所述代谢产物是在肠道体外发酵模拟系统中发酵产生的代谢产物。

7、本发明第三方面提供一种ym1921-twk10菌群，含有上述唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株以及植物乳植杆菌twk10；所述植物乳植杆菌twk10已于2022年6月27日在中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.25190。

8、优选地，所述ym1921-twk10菌群还含有动物双歧杆菌乳亚种bal-28和植物乳植杆菌twk10；所述动物双歧杆菌乳亚种bal-28菌株已于2022年6月26日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为cgmcc no.7.462；所述植物乳植杆菌twk10已于2022年6月27日在中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.25190。

9、动物双歧杆菌乳亚种bal-28菌株已在申请号为cn202310956580.0，名称为“防消化不良胀气、促吸收的动物双歧杆菌乳亚种bal-28及发酵产物、菌群cw和应用”的专利中公开。植物乳植杆菌twk10为市售品，并已在申请号为cn202311653016.8，名称为“植物乳植杆菌twk10在制备抗老化药物、食品及化妆品中的用途”的专利中公开。

10、进一步优选地，所述唾液链球菌嗜热亚种ym1921、动物双歧杆菌乳亚种bal-28和植物乳植杆菌twk10的活菌数之比为1:3:1。

11、本发明第四方面提供上述ym1921-twk10菌群的代谢产物。

12、本发明第五方面提供一种后生元，由上述唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株或上述ym1921-twk10菌群制得。根据本领域公知的“后生元”概念，本发明提供的后生元是指唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株经加工处理后的代谢产物及菌体，包括灭活菌体、菌体细胞片段、细胞裂解物以及该菌株在无细胞上清液中分泌的代谢物。

13、本发明第六方面提供上述唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株或其代谢物、上述ym1921-twk10菌群或其代谢物在制备促进间充质干细胞增殖和/或促进成骨细胞分化的产品中的应用。

14、优选地，所述产品为促进骨骼发育的食品或药品。

15、优选地，所述产品为有助于改善骨密度的保健食品。

16、优选地，所述产品为减少软骨磨损的药品。

17、本发明第七方面提供上述唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株或其代谢物、上述ym1921-twk10菌群或其代谢物在体外提高间充质干细胞（mscs）碱性磷酸酶活性中的应用。

18、提高间充质干细胞碱性磷酸酶活性能够促进成骨分化。体外促进成骨分化是骨生物学和骨组织工程的核心研究手段，可用于解析疾病机制、高通量筛选调节骨代谢的药物、辅助开发骨修复材料等领域。

19、优选地，所述应用的方法具体包括以下操作：将间充质干细胞以dmem培养基活化后，接种至孔板中，待细胞长满70%～80%时更换新鲜的dmem培养基，接种上述唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株在肠道体外发酵模拟系统中发酵所得的发酵上清液或上述ym1921-twk10菌群在肠道体外发酵模拟系统中发酵所得的发酵上清液，然后置于5% co2培养箱中在37℃±1℃培养。

20、本发明的有益效果在于：

21、本发明提供的唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株在模拟真实人体肠道环境下的发酵代谢产物能够促进c3h10t1/2细胞增殖，并能提高c3h10t1/2细胞的alp酶活性，从而能够起到促进骨骼发育、提升骨骼密度、减少软骨磨损的作用，突破了现有技术的单一作用模式。该菌株的上述作用使其不仅能够用于制成促进间充质干细胞增殖和/或促进成骨细胞分化的产品，还能用于通过体外提高间充质干细胞碱性磷酸酶活性来促进成骨分化，进而用于骨生物学和骨组织工程的相关领域。

1.一株唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株，其特征在于，其分类名称为唾液链球菌嗜热亚种（streptococcus salivarius subsp. thermophilus），于2024年9月10日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为cgmcc no. 31927；保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。

2.权利要求1所述的唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株的代谢产物。

3.一种ym1921-twk10菌群，其特征在于，含有权利要求1所述的唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株以及植物乳植杆菌twk10；所述植物乳植杆菌twk10已于2022年6月27日在中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为cgmcc no.25190。

4.根据权利要求3所述的ym1921-twk10菌群，其特征在于，还含有动物双歧杆菌乳亚种bal-28；所述动物双歧杆菌乳亚种bal-28菌株已于2022年6月26日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为cgmcc no.7.462。

5.根据权利要求4所述的ym1921-twk10菌群，其特征在于，所述唾液链球菌嗜热亚种ym1921、动物双歧杆菌乳亚种bal-28和植物乳植杆菌twk10的活菌数之比为1:3:1。

6.权利要求3~5任一项所述的ym1921-twk10菌群的代谢产物。

7.一种后生元，其特征在于，由权利要求1所述的唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株或权利要求3~5任一项所述的ym1921-twk10菌群制得。

8.权利要求1所述的唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株、权利要求2所述的代谢产物、权利要求3~5任一项所述的ym1921-twk10菌群或权利要求6所述的代谢产物在制备促进间充质干细胞增殖和/或促进成骨细胞分化的产品中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述产品为促进骨骼发育的食品或药品；和/或

10.权利要求1所述的唾液链球菌嗜热亚种ym1921菌株、权利要求2所述的代谢产物、权利要求3~5任一项所述的ym1921-twk10菌群或权利要求6所述的代谢产物在体外提高间充质干细胞碱性磷酸酶活性中的应用。