科研图文来源于作者团队，欢迎投稿。
编辑：缪伊雯/ 主编：张大川、蒋羽鸽/ 学术顾问：寇兴然
【肠道菌群与健康】版主：吴影
西北农林科技大学高振鹏教授团队：壳聚糖和脂质体层层包被益生菌对DSS诱导的小鼠结肠炎具有增强的治疗效果
International Journal of Biological Macromolecules（ IF 7.7）
●炎症性肠病（IBD）包括慢性胃肠道疾病，如克罗恩病、溃疡性结肠炎等，表现为慢性腹泻、腹痛、直肠出血等症状。流行病学研究表明，IBD在中国的发病率不断上升，减轻IBD的发生具有重要意义。
随着全球炎症性肠病（IBD）患者数量的增加，寻找新的治疗手段变得尤为重要。
为了解决这些挑战，西北农林科技大学高振鹏教授的研究人员于2024年6月在国际生物大分子领域知名期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上发表题为“Layer-by-layer coated probiotics with chitosan and liposomes exhibit enhanced therapeutic effects for DSS-induced colitis in mice”的研究成果，探讨了利用壳聚糖和脂质体层层包被益生菌对DSS诱导的小鼠结肠炎具有增强的治疗效果，该研究由高振鹏教授等人完成，为IBD的益生菌治疗提供了新的策略。
● （点击页面左下角阅读原文，直达文献页面）
成果介绍
（1）PCLip@EcN制备过程及治疗机理示意图
如图所示展示了PCLip@EcN的制备过程，包括益生菌EcN与含有姜黄素的脂质体和聚合物的层层包覆。说明了PCLip@EcN治疗结肠炎的机理，包括增强益生菌在肠道中的生存率、增强粘附、有效清除活性氧物质（ROS）以及减少细菌在结肠炎症部位的移动性。
（2）益生菌在小鼠肠道中的生存率和粘附性
为了长期评估益生菌在小鼠结肠中的粘附性，在口服200 μL (1 × 109 CFU) EcN-mCherry、CLip@EcN-mCherry和PCLip@EcN-mCherry后第1天和第3天制备小鼠结肠冷冻切片。观察显示红色荧光的益生菌分布，以确定益生菌在肠道中的持久性。在口服益生菌第1天，所有组均检测到荧光信号。然而，到第3天，EcN组、Lip@EcN和CLip@EcN组均未见荧光信号，表明这些益生菌从肠道中完全清除。相比之下，PCLip@EcN治疗组在第1天和第3天表现出明显的荧光信号，强烈表明PCLip@EcN在整个肠道中的滞留时间延长。证明壳聚糖混合物包被的益生菌系统通过与黏液的相互作用有效地增强了PCLip@EcN在肠道中的粘附和滞留。同样，Chao Pan等报道壳聚糖/聚多巴胺纳米涂层可显著增加病理性结肠中益生菌的积累，增强益生菌缓解结肠炎的治疗效果。
(3)益生菌在粘液中运动性降低和渗透性降低
不同处理组在粘液和PBS中的游动速度、平均平方位移（MSD）和扩散系数均表现出无特定方向的随机运动。作者通过检测DSS处理后表达mcherry的益生菌在黏液层上的沉积来评估益生菌对结肠黏液层的渗透。沉积1 h后，EcN-mCherry和Clip@EcN-mCherry几乎完全穿透整个黏液层，而PCLip@EcN-mCherry主要附着在黏液上层（图E）。研究结果表明纳米涂层显著降低了细菌在黏液层内的运动，并减少了细菌的浸润，这是由于PCLip@EcN与黏液之间的粘附性增强。这些效果有助于减少炎症性肠病中细菌易位的风险。
（4）PCLip@EcN有效缓解DSS诱导的小鼠结肠炎
小鼠被分为五组，分别接受不同的处理，作者发现所有益生菌干预对小鼠的体重都有良好的影响。与对照组小鼠相比，2.5% DSS治疗7天小鼠结肠长度显著缩短。H&E染色的代表性图像清楚地显示，PCLip@EcN处理有效地保护了结肠上皮的完整性，防止了病理性损伤。（AB/PAS）染色的图像表明，所有益生菌处理，特别是CLip@EcN和PCLip@EcN处理，都显著有助于黏液层的恢复。结肠炎组MUC2表达明显低于对照组。然而，与其他组相比，CLip@EcN和PCLip@EcN处理明显增加了MUC2的表达。免疫组织化学染色图像直观地证明，PCLip@EcN处理的dss诱导的结肠炎小鼠，claudin-1、occludin-1和ZO-1的表达水平降低。
（5）PCLip@EcN在结肠炎中对肠道微生物组的调节
作者发现在DSS模型组中，Bacteroidales和Marinifilaceae被确定为关键的微生物群，而PCLip@EcN组的特点是乳酸杆菌和Romboutsia的显著存在证明其能够增强微生物的丰富度和多样性，刺激有益微生物的生长，抑制有害微生物的生长，从而提高结肠炎的治疗效果。
● 创新性/应用前景
该研究的创新点在于开发了一种新型的益生菌包覆技术，通过层状结构实现了益生菌的保护和靶向释放，提高了益生菌在肠道中的存活率和治疗效果。这项技术的应用前景广阔，不仅能够改善IBD患者的治疗效果，还可能对其他肠道相关疾病提供新的治疗策略。
参考文献
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.132063
专家/团队介绍
高振鹏，男，博士，教授，博士生导师。农业农村部农产品质量安全风险评估实验室（杨凌）主任，陕西省农产品加工工程技术研究中心主任，农业农村部苹果综合加工技术集成科研基地主任。学校“双一流”建设农产品精深加工与质量安全团队负责人。新西兰奥克兰大学访问学者，中国食品科学技术学会非热加工技术分会理事，中国食品科学技术学会果蔬加工分会理事，陕西省营养学会特殊医学用途配方食品学会理事。担任教育部、甘肃省、云南省等科学技术奖评审专家，黑龙江省等科技项目评审专家，《Food Microbiology》、《Food & Function》、《Food Bioscience》、《Journal of Food Composition and Analysis》、《Foods》、《农业机械学报》等期刊的审稿专家，《中国果菜》执行主编。主持 “十三五”国家重点研发计划课题、子课题、“十二五”国家科技支撑计划子课题、陕西省科技统筹、陕西省重点研发计划等项目30余项。获省部级一等奖3项，二等奖1项，第一作者和通讯作者发表论文50余篇，副主编、参编教材4部，第一申请人获批/申报专利16项。通过科研支撑，为企业开发设计新产品20多种。
【食品加】汇聚了10W+行业精英，建立了50多个食品领域教师专家群、科研群（食品营养与健康科研群、食品安全与检测科研群、食品加工与贮藏科研群、食品风味与感官科研群、食品胶体与递送科研群、食品生物技术科研群、人工智能与食品科学科研群，还有更多细分领域交流群陆续建立中ing）、海外食品人才群、企业研发群、求职就业群。欢迎小伙们加入，一起交流、共同成长！
版权声明
本公众号推送文章仅为学术交流使用，‘原创’为原创编译之标记，不表示本平台对文本主张版权。作者团队或单位如需使用编译文本，可联系小助开放白名单。凡是注明“转载”的稿件，均已注明直接来源，如需使用，请联系版权人。如有侵权，请联系我们，我们会尽快删除。
点击“阅读原文”，直达原文页面
你“在看”我吗？
