找到用作載體的共生菌只是第一步。在驗(yàn)證了植物乳桿菌能通過嗅覺神經(jīng)通路進(jìn)入大腦的嗅球區(qū)域后,研究團(tuán)隊(duì)對其進(jìn)行了基因工程改造,使其能夠分泌特定的治療分子。他們開發(fā)了一套綜合性遺傳工具,包括各種穿梭質(zhì)粒、小啟動(dòng)子庫、分泌信號肽和表面展示信號,優(yōu)化了治療貨物的表達(dá)。
在這項(xiàng)研究中,為了給高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠提供治療,研究團(tuán)隊(duì)讓植物乳桿菌分泌3種與食欲調(diào)節(jié)相關(guān)的激素:瘦素、α-黑素細(xì)胞刺激素和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子。這些激素在調(diào)節(jié)食欲、能量代謝和脂肪沉積中起關(guān)鍵作用。
經(jīng)過持續(xù)8周的治療,接受工程菌治療的小鼠體重增長顯著減緩、食欲下降、脂肪沉積減少、血糖代謝也得到改善。與傳統(tǒng)的重組瘦素注射相比,在低頻給藥方案下,通過工程菌鼻腔給藥顯示出更好的食欲抑制、體重維持和血糖代謝改善,激素分子的存在時(shí)間也更久。工程菌遞送的激素能夠通過嗅覺神經(jīng)通路擴(kuò)散至大腦的多個(gè)區(qū)域,從而更廣泛地調(diào)節(jié)食欲和代謝。
這項(xiàng)研究為鼻腔-腦部藥物遞送提供了一種全新的改造方案,展示了工程化共生菌在精準(zhǔn)醫(yī)療中的巨大潛力。未來,研究團(tuán)隊(duì)希望進(jìn)一步優(yōu)化植物乳桿菌,降低其免疫原性,延長其在鼻腔和嗅覺粘膜上的停留時(shí)間,并增強(qiáng)其治療化合物的分泌,最終將其開發(fā)成鼻腔至腦部的藥物遞送載體。顛覆性給藥方式登上《細(xì)胞》!
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