肠道细菌有望成为微型家庭药剂师

数百种不同的微生物生活在你的微生物群落中。未来，其中一种可能会承担新的功能：微型家庭药剂师。

2月18日发表在《自然生物技术》杂志上的一项新研究表明，如何指导微生物群落细菌在下消化道内产生并释放蛋白质——这消除了将药物递送到该部位的主要障碍。

口服药物是最常见和实用的给药方式，但胃部不允许许多物质未经改变地通过。这对于食物中的病原体来说是好事，但对于针对微生物群落的疗法来说，它们经常被失活并排出体外。

在一个前所未有的解决方案中，生物学家Bryan Hsu的团队改造了噬菌体（即噬菌病毒），使其感染并重新编程细菌细胞，以产生并释放持续流动的基于蛋白质的药物。

Hsu的研究团队与免疫学家Liwu Li合作，表明这种方法可以用于治疗慢性疾病。

接受你内心的蜘蛛外星人

噬菌体（简称“噬菌”）是天然感染细菌的病毒。噬菌比细菌更难分类，因此了解得较少，但我们确实知道它们如何攻击细菌。

噬菌附着在细菌细胞后，会注入自己的DNA并重新编程细胞，使其制造更多的噬菌体——这些噬菌体最终会导致细胞自身的毁灭。当细菌细胞最终屈服时，它会在一个称为裂解的过程中爆炸成大量新的噬菌体。数百万这样的事件同时发生，会在下肠内产生恒定的目标蛋白供应。

尽管噬菌的行为（看起来也像）蜘蛛外星人，但它们是微生物群落微生物组中常见的成员。事实上，正是它们的普遍存在促使Hsu探索利用它们引入和递送治疗性蛋白质。

博士生Zachary Baker在Hsu实验室中改造了特殊的噬菌体，使其向细菌细胞中注入一些额外的遗传物质。

除了制造大量的新噬菌体外，这些指令还促使细胞产生一种附加蛋白，这种蛋白可以在下肠内进行靶向治疗。

工程蛋白减少小鼠炎症和肥胖

为了证明他们的技术，Baker和研究助理教授Yao Zhang成功应用这些工程噬菌体处理了两种不同疾病的小鼠症状：

• 通过释放一种抑制与炎症性肠病相关的酶的蛋白质来减少炎症。

• 通过释放一种诱导饱腹感的蛋白质来减少肥胖，这些小鼠被喂食高脂肪饮食，通常与西方饮食相关，后者常与肥胖风险增加有关。

通过这些结果，Hsu的团队展示了这种新药物递送方法的概念验证。他们目前正在通过国家科学基金会I-Corps项目和Fralin商业化奖学金探索这一创新的商业潜力。

但药物递送问题至少有两个部分。Hsu的下一个挑战是如何让药物从微生物群落吸收到系统循环中。

“这就像是我们在做亚马逊。我们把东西送到那里，放在门口。”Hsu说，“现在我们需要弄清楚如何按门铃。”

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