枯草芽孢杆菌CEGF-TKJ-005是由古得宁母公司湖北嫦娥生物股份有限公司联合华中科技大学的科研团队，依托天然菌种筛选结合航天空间诱变育种技术培育的特色菌株。枯草芽孢杆菌严格好氧，可代谢产生多种胞外酶与抑菌物质，并且抗逆性强、储存稳定，具有独特的应用价值。经太空诱变后，其功能性与产业适配性得到进一步提升。
一、菌株溯源与太空诱变培育历程
1.1 原始菌种筛选
该菌株分离自新疆塔克拉玛干沙漠胡杨林根部的土壤，是芽孢杆菌属的一种。2022年，嫦娥生物&华中科技大学实验室采集土壤样本500 g，采用“四分法”缩分至10 g，装入含玻璃珠的90 mL无菌PBS缓冲液中振荡分散，梯度稀释（10⁻⁴~10⁻⁷倍）后涂布LB固体培养基（胰蛋白胨10 g/L、酵母提取物5 g/L、NaCl 10 g/L、琼脂15 g/L，pH7.0），30℃培养6天，最终从32株枯草芽孢杆菌中筛选出编号“NA4“的菌株。其核心优势为活菌数达916×10⁷ CFU/g（同期菌株NA2为200×10⁷ CFU/g、NA3为40×10⁷ CFU/g），后确定为太空诱变候选株。
本项目的联合研发主体包含湖北嫦娥生物股份有限公司、华中科技大学生命科学与技术学院等多家单位，各方分工完成菌种筛选、太空搭载、地面复筛、安全性与功效试验等全链条研究工作。相关研发单位签订了科研诚信承诺书（图1），承诺全部试验数据、研究资料真实客观，无伪造篡改行为。
图1 项目承诺书
1.2 卫星搭载与菌种保藏
2024年9月28日，该优选原生菌株搭乘“实践十九号”返回式科学试验卫星，于酒泉卫星发射中心发射升空，在轨培育时长13.5天。在轨期间菌种处于微重力（10⁻⁴~10⁻⁶ g）、空间电离辐射（总辐射剂量200 mGy）、昼夜极端温差（-180℃~150℃）等独有太空环境，利用空间特殊理化条件实现菌种自然诱变；试验同步设置地面常温（37℃）静置保存对照组，便于后续对比诱变前后的菌株性状差异。
卫星返回地面后，复苏率达75%，经平板分离、传代稳定性筛选，获得变异株（编号CEGF-TKJ-005）。该菌株于2025年3月17日送交中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC NO：M2025502，保藏期限30年，2025年3月24日，保藏中心活菌检测合格，太空育种身份证与保藏信息如下图2。
图2
1.3 菌株的生物学特征
菌株在诱变后，通过分离筛选出247株枯草芽孢杆菌，三轮复筛后，114号菌株在所有指标中表现突出，与地面对照菌相比，其关键的突变特征主要包括：
1. 基本特性：产芽孢能力提升40%，芽孢率达85%（原始菌株45%）；耐热性增强：80℃处理30分钟后存活率达85%（原始菌株60%），100℃处理10分钟后存活率达20%（原始菌株无存活），适合高温加工场景；最适培养条件为37℃、有氧环境，在LB培养基中培养24小时后，活菌数达825×10⁷ CFU/g（原始菌株728×10⁷ CFU/g，提升13.3%）。
2. 纤溶酶的活性：活性达759 U/mL，较对照提升50%，具有优异的溶栓潜力（见下表1），是该菌株的核心功能成分。
表1
3. 遗传稳定性：连续传代10次，上述性状变异系数小于5%，满足工业化生产要求（见下表2）。
表2
二、菌株的核心功能
太空综合诱变的环境辐射、微重力协同作用，诱变突变谱更广、有益突变概率更高；相较于人工化学诱变、紫外诱变，无化学试剂残留，菌株安全性不受影响，研究团队在以下功效上开展了多组科学试验：
2.1 辅助调节血脂，改善脂质代谢紊乱
该菌株严格好氧，发酵过程可高效合成高活性纤溶酶，搭配鹰嘴豆、新疆荒漠肉苁蓉复合基质优化发酵工艺后，纤溶酶活性较原始菌株提升50%，发酵产物可参与机体脂质代谢通路，调节血液四项血脂指标。
研究团队将动物实验设置9组（每组6只）：①正常对照组（普通饲料）；②模型组（高脂饲料）；③低剂量干预组；④中剂量干预组；⑤高剂量干预组；⑥阳性对照组（高脂饲料+2 mg/kg辛伐他汀）；⑦菌液对照组（高脂饲料+100 μL/只菌液）；⑧原料对照组（高脂饲料+1g/kg新鲜鹰嘴豆+荒漠肉苁蓉）；⑨标准株对照组（高脂饲料+1g/kg原始菌株发酵物），实验周期10周（高脂喂养4周+干预6周）。如下图3，动物实验结果显示：
1. 甘油三酯（TG）：所有菌株干预组TG含量均显著低于高脂模型组，脂肪堆积得到有效抑制；
2. 总胆固醇（CHO）：各组胆固醇水平均明显下降，高剂量CEGF-TKJ-005 鹰嘴豆肉苁蓉发酵组（组5）降胆固醇效果最优；
3. 低密度脂蛋白（LDL）：干预后各组LDL浓度同步降低，减少血管脂质沉积原料；
4. 高密度脂蛋白（HDL）：干预组HDL含量显著上升，加速外周血管脂质转运代谢。
综合实验结论：菌株发酵产物可调节血脂四项指标，降低血液脂质堆积，减少高血脂诱发的血管病变风险，其中高剂量复合发酵基质组的降脂作用最突出。
图3 小鼠血脂四项结果
代谢组分析数据（下表3和图4-5）显示，CEGF-TKJ-005菌株发酵提取物可促进小鼠肝脏中胆固醇7α-羟化酶（CYP7A1，胆汁酸合成关键酶）的表达量提升50%，增加胆汁酸分泌，促进肠道胆固醇的排泄；同时抑制肠道中胆汁酸重吸收蛋白（ASBT）的表达，减少胆汁酸重吸收，进一步增强胆固醇的排泄效果。
表3 差异代谢物筛选结果
图4 差异倍数条形图
注：横坐标为差异代谢物的log FC，即差异代谢物的差异倍数以2为底取对数的值，纵坐标为差异代谢物。红色代表代谢物含量上调，绿色代表代谢物含量下调。
图5 差异代谢物通路富集图
注：横坐标表示每个通路对应的Rich Factor，纵坐标为通路名称（按照P-value排序），点的颜色反映P-value大小，越红表示富集越显著。点的大小代表富集到的差异代谢物的个数多少。
2.2 辅助抗动脉粥样硬化，保护血管内皮
如下图6，动物实验油红O染色结果显示，组5高剂量干预组的脂质沉积明显少于模型组，此外，与模型组相比，组5高剂量干预组的斑块体积和脂质面积均有所减小，表明枯草芽孢杆菌CEGF-TKJ-005高剂量发酵鹰嘴豆和新疆荒漠肉苁蓉组在抗动脉粥样硬化方面具有潜在的应用价值。
图6 大体油红结果
（a为组1对照组，b为组2模型组，c为组5高剂量干预组。下同。）
高血脂长期堆积易损伤血管内皮，诱发脂质斑块沉积、血管内膜增厚、动脉粥样硬化，本研究通过油红O大体染色、血管组织HE切片染色双重验证菌株对血管的保护作用：
1. 大体油红O染色结果（下图7）：高脂模型组主动脉大面积橙红色脂质斑块堆积；高剂量菌株干预组（组5）主动脉脂质着色面积大幅缩减，脂质沉积量显著降低；空白对照组无明显脂质斑块。
图7 血管的HE染色结果
2. 血管病理HE染色（下图8）：空白对照组血管内膜光滑，无增厚、炎症细胞浸润、钙化现象；高脂模型组血管内膜明显增生增厚，大量脂质侵入血管壁，伴随炎症细胞聚集；CEGF-TKJ-005干预组血管内膜增厚程度显著减轻，脂质浸润面积缩小，血管内皮完整性得到保护，炎症浸润程度下降。
作用机制：菌株发酵产物一方面降低血液游离脂质浓度，减少脂质附着血管壁；另一方面减轻血管局部炎症反应，修复受损内皮细胞，延缓、逆转动脉粥样硬化病理进程，降低心脑血管病变的潜在风险。
图8 血管的油红染色图像
2.3 辅助调节肠道菌群平衡
CEGF-TKJ-005通过与宿主原有肠道菌群相互作用，重塑肠道菌群结构实现益生调节效果，抑制有害菌，能够减少肠道炎症、腹泻风险；增殖有益菌，提升肠道免疫能力，优化肠道微生态稳态。
动物试验分短期、长期饲喂干预，第8天即可完成肠道菌群重构，优势有益菌群快速定植；持续饲喂至第16天菌群结构保持稳定，短期、长期干预组菌群组成趋于一致，干预效果具备长效性，可良性调控肠道菌群的门水平相对丰度（下图9）：
1. 疣微菌门：干预组丰度持续显著高于空白对照组，疣微菌门可产生抗炎代谢物，缓解肠道低度炎症；
2. 厚壁菌门：丰度先升高后平稳回落，优化营养吸收效率，减少脂肪过度吸收；
3. 变形菌门（肠道有害菌代表门类）：丰度同步下降，降低肠道致病菌繁殖风险；
4. 拟杆菌门：维持合理丰度，保障多糖、纤维等营养物质分解代谢。
图9 各组小鼠肠道菌群在各个时间点门水平相对丰度
“C0”表示C组第0天，以此类推。
如下图10-11，群落聚类验证菌群差异NMDS多维尺度分析、进化树聚类分析结果显示：菌株干预组与空白对照组肠道菌群群落存在清晰分界，证明 CEGF-TKJ-005 可改变肠道菌群组成，显著区分正常与干预后的肠道微生态环境。
抑制大肠杆菌、沙门氏菌等条件致病菌增殖，降低腹泻、肠道感染概率；促进双歧杆菌、乳酸菌等共生有益菌增殖，提升肠道黏膜屏障完整性；减少肠道慢性低度炎症，依托肠道黏膜免疫屏障，间接提升机体整体的抵抗力。
图10 各组内不同时间点肠道菌群NMDS分析图
图11 组内各时间点菌群树状聚类分析图
三、产业化方向
太空诱变枯草芽孢杆菌CEGF-TKJ-005相比普通的枯草芽孢杆菌，拥有高纤溶酶活性、耐高温、遗传稳定等优势，聚焦大健康食品赛道，可从生产、产品、应用三方面落地产业化。
3.1 生产端
适配通用的发酵生产线，以鹰嘴豆、黑豆等为发酵基质，发酵24 h活菌与纤溶酶产出效率更高；芽孢耐热性强，喷雾干燥、高温压片等加工活菌损耗低，无需冷链；菌株连续传代性状稳定，依托CCTCC菌种保藏库，可长期稳定量产，批次品质统一。
3.2 产品端
复配鹰嘴豆、荒漠肉苁蓉提取物等，辅助调节血脂；搭配益生元，改善肠道菌群失衡，覆盖不同人群的食用需求。
分级高活性菌粉、高活性纤溶酶浓缩液，供给食品、代餐加工企业，配套完整的菌种资质、专利、论文实验数据。
3.3 应用场景
消费端：中老年血管养护、减脂控重、长期高油饮食亚健康人群的日常膳食补充；
工业端：为食品工厂提供原料、发酵工艺、配方定制一体化的技术配套。
特别声明：
本品为普通食品，仅可作为日常膳食补充，不能替代药品医治疾病。患有高血脂、动脉粥样硬化、肠道疾病等确诊器质性疾病的人群，请遵从临床医嘱进行规范治疗。
CEGF-TKJ-005菌株系通过航天空间诱变育种技术选育获得，其功能特性基于体外试验、动物模型试验，具体效果因个体差异可能有所不同。
