工程微生物是指通過合成生物學技術改造后,能夠執行特定功能(如分泌藥物,感知疾病信號)的微生物。工程微生物作為一種“生物活藥”,能夠被用于治療腸道炎癥、代謝疾病等,但在治療過程中保證工程微生物的活性是治療的關鍵。
近日,天津大學王漢杰教授、孫韜和劉奪副研究員針對工程微生物皮膚修復應用中,難以長期維持生物功能的難題,設計了一種水凝膠包裹的光自養工程微生物菌群“生物活藥”。
(資料圖)
水凝膠具有良好的附著性能和多孔隙的特點,研究人員通常將工程微生物包裹在水凝膠材料中,以保證工程微生物更好地發揮功能。
工程微生物經水凝膠包封后作為一種生物活藥,可以分泌治療蛋白并用于多種疾病的治療,包括腫瘤、腸炎或皮膚疾病等。
為了解決工程微生物在水凝膠中缺乏碳源的問題,該研究設計了包含兩種工程微生物的人工菌群。其中,工程聚球藻能夠通過光合作用生產蔗糖,另一種異養的工程微生物能夠利用蔗糖作為碳源發揮功能。
在這項研究中,水凝膠中的工程乳酸乳球菌能夠利用聚球藻生產的蔗糖,并持續分泌細胞因子CXCL12,促進了皮膚傷口的愈合。
該菌群中包含光自養的工程聚球藻PCC7942和異養的工程乳酸乳球菌,兩種工程微生物構成了一種共生的工程菌群,可以在表皮持久發揮治療功能。
該研究為工程微生物在皮膚長久穩定發揮功能提供了一種新策略,不僅可用于解決皮膚工程微生物應用中面臨困境,同時有望為工程微生物其他疾病治療應用提供新的思路。
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參考論文:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c20399?goto=supporting-info
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標簽: 皮膚傷口愈合