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上海交大刘尽尧研究员团队《Adv. Mater.》:活体药物智能递送新策略 - 给细菌穿上一件多功能外衣
2021-03-06  来源:科技

  人体肠道内存在大量的细菌,它们对维持正常代谢和免疫及生理平衡发挥着关键作用,大数据分析显示多种疑难杂症,包括代谢疾病、炎症、神经退行性疾病、甚至肿瘤,它们的发病机制、进展和治疗均与肠道菌群组成相关。对肠道菌群进行有效调节意义重大,因为菌群稳态的维持不仅有利于预防相关疾病的发生发展,还能辅助甚至主导这些疾病的临床治疗及预后。通过口服途径将有益细菌递送至肠道是一种简便又行之有效的肠道菌群调节方法,但面临胃酸和胆汁酸破坏导致的口服利用度低、肠道定殖抵抗、缺乏定植选择性等问题。


  对细菌进行改造是解决这些问题的可行方法。与传统生物betway88w投注改造比如基因工程或合成生物betway88w投注手段不同,刘尽尧课题组2019年提出一种细菌的材料化betway88w投注改造方法,即对细菌进行表面涂层。涂层的引入不仅能产生物理屏障影响细菌与外界的交流进而其生物betway88w投注行为,同时还能引入与涂层材料相关的外源性功能。在此基础上,通过改变涂层材料的结构,可以使涂层细菌产生具有抵抗外界苛刻条件、降低机体免疫清除、增加肠道表面黏附、临时失活与按需复活等独特生物betway88w投注行为和功能(Nat Commun 2019, 10, 3452; Nat Commun 2019, 10, 5783; Adv Mater 2020, 32, 1906870; Nat Commun 2020, 11, 4502; Sci Adv 2020, 2020, 6, eabb1952; Adv Mater 2020, 2002406)。


  为了对细菌表面进行多功能性修饰,进而实现细菌的靶向递送,提高细菌生物疗法的效果,近日该团队在Advanced Materials20212007379发表一项最新研究进展,报道了一种聚合介导的细菌表面多功能化修饰策略和细菌药物智能递送的新方法。作者通过在多巴胺沉积聚合过程中加入相应的功能性小分子或betway88w投注使其和多巴胺共同涂层到细菌表面,给细菌穿上一层多功能外衣。通过多巴胺聚合,可以在不同材料表面形成聚多巴胺涂层,是一种便捷的材料表面改性方法。鉴于此,聚合介导的细菌表面多功能化修饰策略适应于其他细胞表面的多功能化改造。作者进一步验证了该方法在改造真菌(酵母)、真核细胞(Hela cell)表面的普适性。



  作者进一步通过在多巴胺聚合过程中加入少量的壳聚糖,使益生菌表面穿上了一件聚多巴胺和壳聚糖共沉积涂层外衣。涂层益生菌在口服递送过程中,不仅能够有效抵抗胃液和胆汁酸的侵蚀而提高益生菌的口服生物利用度,还能借助涂层中壳聚糖的靶向能力增强其在肠炎病灶部位的富集,从而显著提高益生菌疗法在肠炎治疗中的效果。在DSS诱导的小鼠动物模型中,相比未涂层、聚多巴胺涂层、及临床药物水杨酸,共沉积涂层细菌在炎症缓解方面取得了更优的效果。聚合介导的活细胞表面多功能化修饰策略为制备细菌介导的智能生物制剂提供了一种重要的手段,并有望进一步推动益生菌疗法的转化应用。



  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202007379

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