近日，四川大學(xué)華西第二醫(yī)院張曜耀醫(yī)生、輕工科學(xué)與工程學(xué)院郭俊凌教授、美國哈佛大學(xué)Neel S. Joshi教授聯(lián)合團隊，利用植物多酚在細胞界面粘附的作用特性，開發(fā)了一種細菌功能化新技術(shù)，為細菌功能強化升級與生物雜化復(fù)合體的構(gòu)建提供了一種全新的策略，該研究成果發(fā)表于《Nature Communications》。

　　腸道菌群在維持健康的胃腸功能和其他生理過程中起著關(guān)鍵作用。隨著這些作用機制被逐漸揭示，使用口服微生物作為疾病治療新手段和診斷新方法的應(yīng)用已成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的焦點方向之一。腸道菌群能夠在口腔和胃部轉(zhuǎn)運過程中存活，并在腸道中繁衍，從而對宿主產(chǎn)生有益的生物效應(yīng)，包括對腸道病原體的抑制、調(diào)節(jié)免疫、促進營養(yǎng)吸收等�？股�素的廣泛使用嚴重破壞了腸道菌群的穩(wěn)態(tài)，從而導(dǎo)致抗生素相關(guān)的腹瀉（AAD）。AAD影響了5-30%的接受抗生素治療的病人，而這一副作用對一些基礎(chǔ)健康狀況較差的老年病人可能帶來嚴重后果。在臨床上，雖然會通過口服益生菌制劑來緩解抗生素的副作用，但由于未經(jīng)保護的益生菌在患者腸道內(nèi)仍然會遭受抗生素的破壞，新的菌群幾乎無法定植，因此在抗生素治療期間即使多次口服益生菌制劑往往也療效不佳。因此，通過納米材料與活細菌的結(jié)合對益生菌進行物理封裝，以彌補益生菌的先天缺陷是解決這一問題的一個行之有效的方法。

　　基于前期郭俊凌教授與墨爾本大學(xué)Frank Caruso教授（英國皇家科學(xué)院院士、澳大利亞工程院院士、科學(xué)院院士）關(guān)于金屬-多酚網(wǎng)絡(luò)（Metal-phenolic network）的相關(guān)研究（Nat. Nanotech., 2016, 11, 1105，Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 5546-5551）；與哈佛大學(xué)Neel S. Joshi教授以及著名化學(xué)家Daniel Norcera教授關(guān)于無機-生物雜化的相關(guān)研究(Science, 2018, 362, 813)；以及與哈佛大學(xué)著名藥物遞送專家Samir Mitragotri教授（美國工程院院士、美國醫(yī)學(xué)院院士）合作關(guān)于多功能化的細胞生物平臺的相關(guān)研究（Adv. Mater. 2020, 32， 2003492），張曜耀及郭俊凌教授聯(lián)合團隊將多酚界面組裝的方法擴展應(yīng)用在益生菌上，創(chuàng)建一種使益生菌能夠抵御抗生素傷害的平臺化技術(shù)，命名為益生菌納米盔甲。

　　盔甲化益生菌策略可以在革蘭氏陰性益生菌E. coli Nissle1917，革蘭氏陽性益生菌L. casei ATCC393T以及商業(yè)產(chǎn)品益生菌混合物CVS HPC表面形成一層保護殼。與天然益生菌相比，盔甲化益生菌在抗生素的作用下也維持了很好的生物活性。

　　多酚納米盔甲是一種多孔性納米材料，其提高益生菌抗生素耐受性的機理是通過植物多酚與抗生素之間存在的多重相互作用吸附益生菌周圍的抗生素，避免益生菌受到傷害。這種保護作用即使在益生菌分裂并突破這層保護殼后仍然存在。

　　凍干的盔甲化益生菌在適當(dāng)條件下可以快速復(fù)蘇。本研究成功把盔甲化益生菌的凍干粉末封裝在腸溶膠囊里，使得這些益生菌避免胃酸的傷害，順利遞送到腸道，并在腸道環(huán)境中定植。

　　動物實驗表明，盔甲化益生菌在持續(xù)使用抗生素的情況下仍能成功定植于AAD大鼠的腸道，涂層能幫助益生菌在腸道的定植率提高，同時多酚還發(fā)揮了抗炎抗氧化的功效，以上功能的協(xié)同作用有效改善了AAD大鼠的生理狀況。該工作使用FDA批準的食品添加劑作為主要材料，具有良好的生物相容性與安全性，解決了同時服用抗生素與益生菌所導(dǎo)致的益生菌定植不良的臨床現(xiàn)實問題，在未來具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，研究團隊正在積極推進該技術(shù)的轉(zhuǎn)化及臨床應(yīng)用。

　　該工作得到了國家自然科學(xué)基金、中國博士后基金、四川省重點研發(fā)項目、四川省科技計劃、四川省博士后基金及成都市科技計劃等項目的支持。

  轉(zhuǎn)自：四川大學(xué)新聞網(wǎng)