炎性腸?。↖BD，Inflammatory bowel disease）是機(jī)體胃腸道的一種復(fù)雜慢性炎性障礙，由機(jī)體共生微生物和宿主細(xì)胞所產(chǎn)生的胞外三磷酸腺苷（eATP）能夠激活嘌呤信號，并促進(jìn)腸道炎癥和病理學(xué)表現(xiàn)。生活在人類腸道中的微生物世界會(huì)對人類健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，包括炎性腸病在內(nèi)的多種疾病都與這些微生物的平衡有關(guān)，這表明，恢復(fù)微生物菌群正確的平衡或能幫助治療疾病，目前市場上的許多益生菌（包括活的酵母菌和細(xì)菌）已經(jīng)在健康腸道的背景下通過進(jìn)化得到了一定的優(yōu)化；然而，為了治療諸如炎性腸病等復(fù)雜的人類疾病，研究人員就需要利用益生菌來發(fā)揮多種功能，包括關(guān)閉炎癥的能力、逆轉(zhuǎn)損傷且恢復(fù)腸道微生物組的功能。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Medicine上題為“Self-tunable engineered yeast probiotics for the treatment of inflammatory bowel disease”的研究報(bào)告中，來自多倫多大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種“設(shè)計(jì)者益生菌”，這種經(jīng)過改造的工程化酵母菌或能幫助誘導(dǎo)多種治療炎性腸病的多種效應(yīng)。

圖片來源：https://www.nature.com/articles/s41591-021-01390-x

研究者Francisco Quintana博士表示，我們能賦予用來制造啤酒的酵母感知炎癥并分泌抗炎性分子的能力，我們所開發(fā)的新平臺為“Y-bots”（即“酵母機(jī)器人”），其或能幫助開發(fā)新型療法來治療腸道組織甚至更多機(jī)體組織所出現(xiàn)的疾病。此前研究結(jié)果揭示了腸道和影響大腦的疾病之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了工程化的益生菌除了治療炎性腸病外的其它治療用途。

這篇研究報(bào)告中，研究人員利用釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)開發(fā)了特殊的益生菌，在基因魔剪CRISPR/Cas9的幫助下，研究人員引入了能感知炎癥并對其產(chǎn)生反應(yīng)的遺傳元件，其能通過分泌特殊酶類來降解參與機(jī)體炎癥發(fā)生的關(guān)鍵分子。這種工程化的酵母菌能分泌多種水平的酶類，這主要取決于腸道某個(gè)位置所存在的炎性信號的水平，這就意味著這種益生菌或許會(huì)對炎癥產(chǎn)生一種高度局部化的反應(yīng)；在小鼠機(jī)體中，這種工程化的酵母菌能成功抑制腸道炎癥，并降低纖維化發(fā)生且能恢復(fù)腸道微生物組的平衡。

酵母上清液中三磷酸腺苷雙磷酸酶基因和ATP的濃度。

圖片來源：Scott, B.M., et al. Nat Med (2021). doi：10.1038/s41591-021-01390-x

為了將這種新型治療性平臺引入用以治療炎性腸病和其它人類疾病，研究者Quintana及其同事就需要進(jìn)行安全性研究；下一步他們計(jì)劃不斷優(yōu)化并檢測這種工程化的酵母菌是否能加速機(jī)體的組織修復(fù)（除了治療炎性腸病外），目前研究者們正在調(diào)查是否能利用工程化的益生菌來治療癌癥免疫療法所產(chǎn)生的副作用—結(jié)腸炎。研究人員想利用這種合成生物學(xué)工具設(shè)計(jì)出在自然界能夠找到的東西；通過對益生菌進(jìn)行工程化修飾，研究者旨在產(chǎn)生更多個(gè)體化、局部化且高度受控的療法來治療腸道及其以外組織所出現(xiàn)的疾病。

綜上，本文研究結(jié)果表明，通過結(jié)合定向進(jìn)化和合成基因回路技術(shù)，研究者開發(fā)出了一種自我調(diào)節(jié)的平臺，或有望幫助開發(fā)炎性腸病及其它炎性所驅(qū)動(dòng)疾病的新型療法。（世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence）

小編推薦會(huì)議  2021年(第七屆) 腸道微生態(tài)與健康國際研討會(huì)

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