炎症性腸病(IBD)是一組包括克羅恩病(CD)和潰瘍性結腸炎(UC)在內的特發性腸道疾睬蛴鸦酫Y(千亿中国)有限公司-会员入口。�它不僅給全球帶來健康和經濟負擔zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，還大大降低患者的生活質量意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光U8国际·[China]有限公司官网。盡管IBD的發病複雜難以捉摸意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，但新的證據表明球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口welcome-球速体育-直播认证官方网站，IBD與腸粘膜屏障功能障礙簣D毦�菌群失調有關球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口，從而導致活性氧(ROS)和炎症因子升高導致過度活躍的免疫反應MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网U8国际·[China]有限公司官网威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站。目前可用的臨床治療方法主要集中于通過抑制腸道炎症負擔來改善疾病相關症狀zoty中欧·(中国有限公司)官方网站。盡管5-氨基水楊酸酯(5-ASA)和皮質類固醇甚至腫瘤壞死因子(TNF)拮抗劑的免疫抑制藥物具有強大的作用welcome-球速体育-直播认证官方网站，但它們並不是對所有患者都有益威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站U8国际·[China]有限公司官网。此外球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAcelogin_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，它們的長期使用可能導致嚴重的藥物不良反應威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站welcome-球速体育-直播认证官方网站，包括死亡U8国际·[股份]有限公司官网zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，甚至增加感染和惡性腫瘤的風險PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口，而口服益生菌療法一直是治療IBD的有希望的佐劑球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口，它依靠腸道來積極調節腸道內的細菌組成從而促進腸粘膜修MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光。然而意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光U8国际·[股份]有限公司官网，由于缺乏過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，這些嚴格的厭氧益生菌易受到ROS損傷MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，從而降低治療效果球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce，延長治療期意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光。對更有效和更安全的IBD治療方法的需求尚未得到滿足zoty中欧·(中国有限公司)官方网站。

爲了得到更有效和更安全的IBD治疗方法MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网welcome-球速体育-直播认证官方网站，浙江大学毛峥伟教授在 Nature Nanotechnology 期刊发表了题为：Artificial-enzymes-armed Bifidobacterium longum probiotics for alleviating intestinal inflammation and microbiota dysbiosis 的论文login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。该论文报告了人工酶修饰的长双歧杆菌在炎症性腸病中重塑健康的免疫系统zoty中欧·(中国有限公司)官方网站login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。长双歧杆菌可以促进生物相容性人工酶的靶向和滞留威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站U8国际·[股份]有限公司官网，持续清除升高的活性氧球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口，减轻炎症因子MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网U8国际·[股份]有限公司官网。而人工酶减少炎症威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，提高细菌活力威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，迅速重塑肠道屏障功能U8国际·[China]有限公司官网，恢复肠道微生物群意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光U8国际·[China]有限公司官网。这个人工酶修饰的长双歧杆菌应用于小鼠和犬炎症性腸病模型上PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAceMG不朽情缘·官方app网站有限公司官网U8国际·[China]有限公司官网，表现出优于传统临床药物的效果威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站。

研究結果

01 長雙歧杆菌的設計與表征

鐵單原子催化劑(Fe SA)首先通过金属有机框架包封的铁前驱体(Fe@MOF)进行热解制备zoty中欧·(中国有限公司)官方网站。所得Fe SA呈菱形十二面体形状login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台zoty中欧·(中国有限公司)官方网站PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce，平均尺寸为168 nmU8国际·[China]有限公司官网，以原子分散的形式存在U8国际·[China]有限公司官网威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口。受快速简便的硼酸邻苯二醇基点击反应的启发U8国际·[股份]有限公司官网MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网U8国际·[China]有限公司官网，作者选择了硼酸-聚乙二醇(C18-PEG-B)连接剂来结合厌氧BL和Fe SAwelcome-球速体育-直播认证官方网站。通过用C18-PEG-B对Fe SA进行功能性修饰威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，初步制备出模糊化的SAzoty中欧·(中国有限公司)官方网站，并表现出增强的胶体稳定性U8国际·[China]有限公司官网。最后PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce，通过简单地将不同比例的B-SA与BL混合球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网，构建出益生菌-人工酶体系BL@B-SAxzoty中欧·(中国有限公司)官方网站意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光。其中球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口U8国际·[股份]有限公司官网MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网，BL@B-SA50被选择用于体外和体内抗炎评价zoty中欧·(中国有限公司)官方网站U8国际·[股份]有限公司官网。由于它们在后来的研究中具有最佳的细菌保护作用和抗ibd潜力威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网welcome-球速体育-直播认证官方网站。它们可以直接使用或储存在含有稳定介质的厌氧管中U8国际·[股份]有限公司官网login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口。

圖1 人工酶武裝益生菌的表征

02 BL@B-SA50的ROS清除能力

首先監測了B-SA對IBD中具有代表性的活性氧O2-、H2O2和•OH的ROS清除能力U8国际·[China]有限公司官网welcome-球速体育-直播认证官方网站。總體而言U8国际·[China]有限公司官网zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，B-SA通過CAT-like特性表現出強大的ROS清除能力球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口U8国际·[股份]有限公司官网，優于其他報道的抗氧化劑意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网。隨後U8国际·[股份]有限公司官网，這些抗氧化劑B-SA包合體顯著提高BL的ROS清除活性威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，並確保它們在惡劣氧化微環境中的耐受性U8国际·[China]有限公司官网威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站。同時welcome-球速体育-直播认证官方网站，用B-SA工程化意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，無論是在正常環境還是炎症環境下welcome-球速体育-直播认证官方网站，都能維持BL的生長U8国际·[China]有限公司官网zoty中欧·(中国有限公司)官方网站PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce。

圖2 外多种 ROS 清除能力

03  胃腸道中BL@B-SA50穩定性的評估

在到達發炎的結腸之前zoty中欧·(中国有限公司)官方网站PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光，BL@B-SA50攝入後很可能會受到惡劣的胃腸道(GI)環境的影響PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAcezoty中欧·(中国有限公司)官方网站，如胃酸、膽汁鹽和炎症zoty中欧·(中国有限公司)官方网站威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，這些環境會破壞人工酶的穩定意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光，甚至使細菌失活威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站。作者在模擬胃液(SGF)中培養10或20分鍾球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口，在模擬腸液(SIF)和模擬炎性結腸液(SICF)中培養1和2小時後U8国际·[China]有限公司官网zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，評估BL和BL@B-SA50清除ROS的能力和活力U8国际·[China]有限公司官网球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口。幸運的是BL@B-SA50在模擬胃液（SGF）中清除ROS的能力與SGF、SIF和SICF保持一致welcome-球速体育-直播认证官方网站MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口，表明BL@B-SA50具有一定的穩定性球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。同時welcome-球速体育-直播认证官方网站，用B-SA武裝可以提高BL在SICF中的存活welcome-球速体育-直播认证官方网站U8国际·[股份]有限公司官网，而不影響其在SGF和SIF中的耐受性welcome-球速体育-直播认证官方网站U8国际·[China]有限公司官网。更重要的是welcome-球速体育-直播认证官方网站，BL@B-SA50在SICF中表現出強大的穩定性球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口welcome-球速体育-直播认证官方网站，有望在炎症結腸中發揮長期抗炎和微生物調節功能U8国际·[China]有限公司官网。隨後welcome-球速体育-直播认证官方网站球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光，作者通過光聲（PA）成像觀察到益生菌引起的腸道靶向增強PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAcewelcome-球速体育-直播认证官方网站意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光。有效恢複腸道屏障功能和腸道微生物群是BL@B-SA50發揮作用的先決條件PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAcewelcome-球速体育-直播认证官方网站login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。正如預期的那樣MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台U8国际·[China]有限公司官网，對結腸組織切片的熒光原位雜交（FISH）分析證實BL存在MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网U8国际·[股份]有限公司官网U8国际·[China]有限公司官网，並且主要局限于結腸粘液層U8国际·[China]有限公司官网welcome-球速体育-直播认证官方网站意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光。

圖3 BL@B-SA50 在发炎结肠中的稳定性、靶向性和保留性

04 腸道微生物組的調節

BL@B-SA與腸道微生物菌群具有相應的響應機制威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站U8国际·[股份]有限公司官网意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光，作者進一步揭示BL@B-SA對腸道菌的協同治療腸炎做了16s分析意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光，發現BL@B-SA顯著提高了腸道微生物的豐富度MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网，在門水平上抑制了變形菌門的豐富度球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口zoty中欧·(中国有限公司)官方网站welcome-球速体育-直播认证官方网站，提高了厚壁菌門的豐富度PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce。在屬水平上zoty中欧·(中国有限公司)官方网站U8国际·[股份]有限公司官网威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，提高了結腸炎性修複益生菌：羅伊式乳杆菌和毛螺旋菌科的水平MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网，抑制了腸出血性大腸杆菌以及腸炎性梭杆菌的豐富度welcome-球速体育-直播认证官方网站PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAceU8国际·[股份]有限公司官网。

爲了測試BL@B-SA50是否可以緩解腸道菌群失調球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台U8国际·[股份]有限公司官网，作者繼續使用V4區16S核糖體RNA基因測序研究治療過程中腸道菌群的時間動態PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce。發現BL@B-SA顯著提高了腸道微生物的豐富度MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口，在門水平上welcome-球速体育-直播认证官方网站PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口，DSS顯著降低了厚壁菌門的相對豐度MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网，增加了變形杆菌的相對豐度welcome-球速体育-直播认证官方网站，這是IBD患者生態失調的微生物特征球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口。但不同處理後U8国际·[股份]有限公司官网，細菌多樣性和群落組成發生明顯變化意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光。特別是BL@B-SA50處理顯著增加了結腸炎小鼠中厚壁菌門的相對豐度MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网U8国际·[股份]有限公司官网，降低了變形菌門的相對豐度login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站。相反MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网welcome-球速体育-直播认证官方网站，未經治療組進一步加重了IBD的生態失調球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口。進一步揭示治療後結腸炎小鼠的細菌組成威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网。

圖4人工酶武装 BL 益生菌调节 UC 肠道微生物群

05 治療DSS誘導小鼠模型的治療效果

爲了探索BL@B-SA50的治療應用範圍U8国际·[China]有限公司官网，作者還評估了其對CD的治療效果U8国际·[股份]有限公司官网U8国际·[China]有限公司官网。通過直腸內給藥2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)建立小鼠CD模型意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光，TNBS可以誘導T細胞介導的針對半抗原修飾的自體蛋白/腔內抗原的反應MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网。第9天觀察到明顯的體重減輕和出血welcome-球速体育-直播认证官方网站，表明CD建立成功U8国际·[股份]有限公司官网U8国际·[China]有限公司官网welcome-球速体育-直播认证官方网站。隨後zoty中欧·(中国有限公司)官方网站U8国际·[股份]有限公司官网意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光，這些CD小鼠口服不同的物質4天威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站MG不朽情缘·官方app网站有限公司官网。體重、DAI和結腸長度變化的比較表明BL@B-SA50可能比其他配方更有效zoty中欧·(中国有限公司)官方网站。

圖5 人工酶武装 BL 益生菌可改善 DSS 诱导的 UC

06 在犬UC模型中的治療效果

盡管小鼠模型在生物醫學研究中被廣泛使用意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光，但小鼠研究人類疾病的轉化價值仍然存在著爭議zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，因爲小鼠往往不能充分代表人類的狀況意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光。特別是PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAceU8国际·[China]有限公司官网，在最近的IBD臨床試驗中login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce，抗IL-17/IL-13/IL-10候選藥物的無效表明小鼠模型的局限性welcome-球速体育-直播认证官方网站。因此U8国际·[China]有限公司官网，大型動物模型對于驗證藥物的治療效果非常重要PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce。在大型動物模型中login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站zoty中欧·(中国有限公司)官方网站，狗通常是轉化胃腸道研究的最佳代表login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce，因爲它們的胃腸道生理、飲食、腸道微生物區系以及與人類相似的自發類似疾病login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光。因此威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，作者進一步評估了BL@B-SA50在犬UC模型中的治療效果login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。犬UC模型是通過向比格犬的結腸腔內注入7%的乙酸來配制的意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光welcome-球速体育-直播认证官方网站，這種乙酸會損傷腸道並導致炎症因子的産生login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台U8国际·[股份]有限公司官网，類似于人類結腸炎的傳播和炎症類型球友会QY(千亿中国)有限公司-会员入口。1天後PA视讯(中文站) - 官方网站PlayAce，內窺鏡檢查顯示U8国际·[China]有限公司官网威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站，經醋酸處理的狗的結腸有明顯的出血和割傷welcome-球速体育-直播认证官方网站威·尼·斯·澳·门·人游戏网站官方版(中国)官方网站zoty中欧·(中国有限公司)官方网站。然而login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台zoty中欧·(中国有限公司)官方网站U8国际·[China]有限公司官网，口服BL@B-SA50顯著促進受損結腸的愈合意昂体育5 -Kgame〈官方认证〉意昂5登录即享,美好时光zoty中欧·(中国有限公司)官方网站。

圖6 使用 BL@B-SA50 治疗比格犬的 UC

參考文獻

Fangfang Cao1,2,3, Lulu Jin1, Yong Gao1, Yuan Ding4, Hongyang Wen1,4, Zhefeng Qian1,4, Chenyin Zhang1, Liangjie Hong1, Huang Yang1, Jiaojiao Zhang1, Zongrui Tong1,4, Weilin Wang4 , Xiaoyuan Chen 2,3,5,6& Zhengwei Mao. Artificial-enzymes-armed Bifidobacterium longum probiotics for alleviating intestinal inflammation and microbiota dysbiosis.Nature  nanotechnology18, pages617–627(2023).