重新编程肠道微生物组的治疗方法是缓解和治愈炎症性肠病（IBD）的有希望的策略。然而，炎症期间大肠杆菌的异常扩张可以促进占据生态位的致病菌抵抗微生物组的重编程。本文开发了一种仿生调节剂（CaWO4@YCW），通过特异性抑制结肠炎期间大肠杆菌的异常扩张并促进益生菌生长来有效和精确地调节肠道微生物组。受大肠杆菌菌株与富含甘露糖的酵母细胞壁（YCW）结合的启发，YCW被选为封装CaWO4的仿生壳。结果表明，YCW壳赋予CaWO4对胃肠道恶劣环境的优异抵抗力，并粘附在结肠炎中异常扩张的大肠杆菌上，特别是作为定位器。值得注意的是，钙卫蛋白在结肠炎部位的高表达通过CaWO4中的钙剥夺触发钨离子的释放，从而通过取代钼蝶呤辅因子中的钼来抑制大肠杆菌的生长。此外，YCW作为益生元，促进益生菌生长。因此，CaWO4@YCW可以通过消除致病菌和提供益生元来有效和精确地重新编程肠道微生物组，从而为DSS诱导的结肠炎带来非凡的治疗优势。

　　该研究于2022年4月发表在国际期刊ADVANCED MATERIALS（IF=32.08(2022)）,题为“Bionic Regulators Break the Ecological Niche of PathogenicBacteria for Modulating Dysregulated Microbiome in Colitis”。

　　图1.该研究发表于国际期刊ADVANCED MATERIALS

 

　　在本文中，作者合成了一种具有大肠杆菌粘附和CP反应性的仿生调节剂（CaWO4@YCW），用于肠道微生物组的高效和精确重编程。证明了YCW壳赋予CaWO4对胃肠道恶劣环境的卓越抵抗力。

　　图2

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　　CaWO4@YCW的制备和表征（图4）及有效治疗DSS结肠炎（图5）

　　图4

　　图5

　　由于肠屏障功能与肠道炎症之间的关联，对组织炎症进行了进一步检查。CaWO4@YCW治疗显著降低了血清促炎细胞因子的水平，包括肿瘤坏死因子（TNF）-α、白细胞介素（IL）-1β和IL-6，并增加了抗炎转化生长因子（TGF）-β和IL-10细胞因子的水平。结肠组织中的细胞因子也获得了类似的结果。IL-6、IL-1β、TNF-α、TGF-β和IL-10的mRNA水平趋势与上述发现一致。（图6）

　　（图6）

　　结论：作者开发了一种YCW仿生调节因子（CaWO4@YCW），通过精确有效地重新编程肠道微生物组来改善结肠炎。CaWO4@YCW特异性地粘附在大肠杆菌上并响应CP释放钨，CP精确地重新编程结肠炎部位的肠道微生物组。此外，CaWO4@YCW可以通过钨介导的抑制大肠杆菌的异常扩增来消除病原菌种群，并通过YCW提供益生元来促进益生菌的丰度，从而有效地重新编程结肠炎部位的肠道微生物组。CaWO4@YCW可以有效抑制炎症环境，在DSS诱导的结肠炎模型中发挥突出的治疗潜力。由于肠道微生物组生态失调与许多全身性疾病密切相关，作者的策略可能为治疗其他此类疾病提供一个有前景但强大的平台。

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