2025年2月，南昌大學(xué)聶少平教授團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威期刊《Journal of Controlled Release》（Q1，中科院1區(qū)TOP，IF: 10.5）發(fā)表題為“Prebiotics empower probiotics with gastrointestinal stress resistance for colon-targeted release to synergistically alleviate colitis”的研究性論文。南昌大學(xué)博士研究生嵇海華為第一作者，通訊作者為南昌大學(xué)食品科學(xué)與資源挖掘全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室萬昊教授和聶少平教授。

益生菌的口服給藥在緩解潰瘍性結(jié)腸炎（UC）方面具有潛力，但其療效受到胃腸道（GI）惡劣環(huán)境的限制。本研究提出了一種策略，通過使用生物正交化學(xué)在單細(xì)胞水平上對植物乳桿菌（Lp）益生菌進(jìn)行逐層包覆，將β-葡聚糖（GN）益生元包裹于其表面（Lp@CGN）。這一方法形成了一種堅(jiān)固的基于GN的“盾牌”，具有增強(qiáng)的保護(hù)性能、靶向結(jié)腸的降解能力以及益生元功能。研究顯示，Lp@CGN在模擬胃腸道條件下的存活率提高了276倍。到達(dá)結(jié)腸后，“盾牌”被腸道菌群代謝為短鏈脂肪酸（SCFAs），從而釋放益生菌Lp，實(shí)現(xiàn)協(xié)同治療效果，包括促進(jìn)SCFAs生成和釋放Lp。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Lp@CGN在預(yù)防和治療模型中顯著緩解了UC癥狀，修復(fù)了腸道黏膜屏障，調(diào)節(jié)了炎癥因子，改善了腸道菌群失衡，并增強(qiáng)了SCFAs的生成。該策略突出了利用化學(xué)工具重構(gòu)益生菌以實(shí)現(xiàn)高效疾病治療的潛力。

 

?使用生物正交逐層包覆策略（Lp@CGN）將益生菌表面包覆益生元。

?Lp@CGN在胃腸道和環(huán)境應(yīng)激中表現(xiàn)出良好的耐受性。

?Lp@CGN實(shí)現(xiàn)了靶向結(jié)腸的遞送與釋放。

?Lp@CGN在預(yù)防和治療潰瘍性結(jié)腸炎（UC）的模型中均顯示出高效的緩解效果。

?Lp和GN的結(jié)合在Lp@CGN中協(xié)同增強(qiáng)了腸道健康。

 

       本研究通過將益生元（β-葡聚糖，GN）與益生菌（植物乳桿菌，Lp）結(jié)合，提出了一種新穎的基于生物正交化學(xué)的逐層包覆策略（Lp@CGN），為改善益生菌在胃腸道環(huán)境中的存活率以及在結(jié)腸的靶向釋放提供了新方法。研究表明：Lp@CGN的“盾牌”顯著增強(qiáng)了益生菌在胃酸、消化酶和膽鹽等胃腸道應(yīng)激條件下的耐受性，其存活率提高了約276倍。到達(dá)結(jié)腸后，GN“盾牌”在腸道菌群的作用下被代謝為短鏈脂肪酸（SCFAs），同時(shí)釋放益生菌發(fā)揮其益生功能。Lp@CGN在潰瘍性結(jié)腸炎（UC）預(yù)防和治療模型中表現(xiàn)出顯著效果，包括修復(fù)腸道黏膜屏障、調(diào)節(jié)炎癥因子、改善腸道菌群失衡和促進(jìn)SCFAs生成。這一研究驗(yàn)證了利用化學(xué)工具重構(gòu)益生菌的可行性，為提升益生菌在疾病治療中的應(yīng)用潛力提供了重要的理論和技術(shù)支持。