Nature子刊：仁济医院通过脂质体包裹细菌，解决菌群移植的载体问题

生物探索

本文转载自"BioWorld"。

肠道菌群在人体免疫调节和维持体内动态平衡等方面起着至关重要的作用，在针对肠道菌群的试验研究方面，菌群移植是一大热点：通过微生物移植，可以抑制病原体的定殖并调节细菌的分布。

但是，口腔细菌的生物利用度低和在胃内细菌的保留受限是微生物移植急需攻克的难关。

2019年12月19日，上海交通大学医学院附属仁济医院刘尽尧团队在 Nature 子刊Nature Communications 杂志发表题为：Biointerfacial self-assembly generates lipid membrane coated bacteria for enhanced oral delivery and treatment 研究论文。

该研究报道了一种简单而高效的方法，通过生物界面超分子自组装，在15分钟内即可完成生物相容性脂质体包裹细菌，从而显著提高了肠道的生物利用度，并提高细菌对环境的抵抗：小鼠试验中，与未被包裹的细菌相比，细菌的生物利用度达到四倍以上；同时，在各种极端条件下，包括含有强酸和强碱，抗生素和乙醇等环境中的生存能力也显著提高，最终，完成使命的脂质体分解，细菌即可靶向迁移至疾病部位。

该研究主要包括以下三个方面：

一、脂质体如何包裹细菌

通过效果观察：证明了脂质体包裹细菌的普适性，简单性和使用生物界面超分子自组装的高效率。

二、验证脂质体包裹细菌后是否可以对抗环境损害

试验也应用于了枯草芽孢杆菌的试验研究，证明这种保护作用也可以适用于其他益生菌株。

三、脂质体包裹细菌取得保护效果的原理研究

通过观察动态脂质体包裹细菌以及起保护效果的全过程，最后将其作用机制归因于自组装脂质体的动态调节行为。

四、拓展研究

1、评估是否可以将脂质体包裹细菌作为增强流行病的预防和治疗的方法：研究疾病主要是溃疡性结肠炎（鼠伤寒沙门氏菌（STm）引起），效果是正向的。

2、针对鼠伤寒沙门氏菌（STm）和大肠杆菌Nissle 1917（EcN）的有效竞争，探索预防疾病的潜力多大：含有包裹脂质体细菌的小鼠粪便中EcN/STm的比例为25至8000，高出含有未包裹脂质体细菌的小鼠三倍；盲肠中EcN/STm的比率高出3100倍；明显体重减轻，较低水平的IL-6和IFN-血清中的γ，病变中MPO阳性细胞较少等。

3、进一步检查了由硫酸右旋糖酐钠（DSS）诱发的结肠炎模型：添加脂质体包裹细菌病变盲肠明显减少。

4、进行了用脂质体包裹细菌预防DSS诱导的结肠炎小鼠实验。

实验结果表明：小鼠添加脂质体包裹细菌后，可以显著降低降低疾病严重程度。

总的来说，研究团队提出了一种简单而高效的方法来进行细菌递载——通过生物界面超分子自组装，在不到15分钟的时间内，就完成了脂质体包裹细菌的过程，之后产生的细菌即表现出：明显改善的在各种极端条件下的生存能力；几乎不变生物活性；预防和治疗结肠炎等疾病的潜力等。这些都为我们对微生物移植在内的各项研究提供奠定了基础，并为之后的课题研究拓展了思路。

End

参考资料：

[1] https://doi.org/10.1038/s41467-019-13727-9

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