12月19日，上海交通大学分子医学研究院刘尽尧研究员课题组在国际著名学术期刊《自然-通讯》（Nat Commun）在线发表关于“超级”肠道细菌的最新研究成果，可为细菌介导的肠道菌群调控及疾病预防与治疗提供新途径。

  肠道微生物对宿主的免疫调节和健康维持起着极其重要的作用，其紊乱通常导致一些疾病的发生，例如肥胖症、糖尿病、肠炎甚至恶性肿瘤。肠道细菌，尤其是益生菌，在调控肠道菌群和维持菌群稳态方面扮演着重要角色。大量研究和临床试验结果证明粪菌移植是一种预防和治疗由于菌群失调所引起疾病的有效手段，但是这种介入式疗法不可避免的降低了患者的依从性。口服是一种常规的也是最容易让患者接受的给药方式，是补充益生菌的一种理想途径。然而，胃液中过低的酸碱度和大量的消化酶以及肠道中存在的胆汁酸均能导致益生菌的失活，进而降低其口服利用度及治疗效果。研究者们试图通过借助肠溶性胶囊、水凝胶和干粉等方式来提高口服益生菌的体内存活率，但截至目前并未取得理想效果。而且，复杂的制备工艺以及所采用的敷料同样也会影响益生菌的活性，从而进一步增加其临床转化的难度。为了解决该问题，刘尽尧团队提出了一种便捷的单细菌封装技术，具体是借助生物界面超分子自组装手段，在益生菌表面形成一层额外的磷脂分子保护层（图1）。该制备方法简单高效，且不影响细菌活力。同时，所采用的原料为FDA所批准的磷脂分子（广泛存在于细胞膜中），这些都有利后续的临床试验及转化。此外，该方法是一种普适性的封装技术，可以应用于不同细菌种类的包裹。

图1 通过生物界面超分子自组装形成的“超级”肠道益生菌

  以益生菌Nissle 1917（EcN）为例，给其穿上一件脂质体防护服后（LCB），该益生菌LCB能有效抵抗多种苛刻的外界条件，比如强酸、强碱、抗生素、不同溶度的酒精、人工胃液和胆汁酸等。以健康小鼠为动物模型，脂质体膜保护后的益生菌LCB在胃部和肠道中的存活率比未受保护的裸菌EcN分别提高了3倍和4倍。以硫酸葡聚糖和沙门氏菌诱导的两种肠炎小鼠为疾病模型，与未包裹的细菌相比，受保护的益生菌在炎症缓解方面取得了较好的治疗和预防效果（图2）。

图2 穿上防护服的益生菌能显著提高其口服利用度和肠炎预防与治疗效果

  据悉，此论文是该课题组成立以来发表的第二项工作。在第一项工作中，作者将血细胞膜包裹于细菌表面，提出一种细菌隐身策略。动物实验结果表明隐身细菌在显著降低毒副作用的同时能提高其在肿瘤部位的富集，可为肿瘤治疗和诊断提供新方式，该工作于2019年8月发表于《Nat. Commun.》。

  论文链接https://www.nature.com/articles/s41467-019-13727-9

刘尽尧研究员简介

  刘尽尧，博士，国家高层次海外人才引进青年项目获得者，2013年博士毕业于上海交通大学（导师：中科院院士颜德岳教授），2013至2018年分别在杜克大学（导师：美国发明院院士Ashutosh Chilkoti教授）以及麻省理工学院（导师：美国三院院士Robert Langer教授）从事博士后研究。2018年4月全职加盟由中科院院士谭蔚泓教授领衔的上海交通大学分子医学研究院，任研究员，博士生导师。研究兴趣包括肠道菌群与疾病治疗、生物界面与免疫调控、纳米药物与药物递送、肿瘤早期诊断与成像等。至今，在Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等期刊上发表论文30余篇。相关工作被MIT News，Boston Herald等媒体报道。曾获教育部博士学术新人奖、科学院卢嘉锡优秀研究生奖、上海市优秀博士论文等。关于更多我们的信息，请访问课题组主页www.liulab.org.cn。