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炎症性肠病(IBD)治疗面临挑战,益生菌疗法前景良好但存在问题。研究人员用茶多酚与铁离子制备 MPN 包覆的鼠李糖乳杆菌 LGG(MPN@L),并与 TA 基 MPN@L 对比。结果显示 MPN@L 优势明显,为 IBD 治疗提供新思路。
炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease,IBD)是一种全球性的健康难题,像克罗恩病(Crohn's disease)和溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)都属于这类疾病,全球有超过 700 万人深受其扰。患者常常被腹痛、持续腹泻、体重减轻和疲劳等症状折磨,严重时还会引发肠梗阻、肠穿孔等并发症,极大地降低了生活质量,让日常活动都变得困难重重。
目前,IBD 的治疗手段有限,而益生菌疗法逐渐崭露头角。比如鼠李糖乳杆菌 GG(Lactobacillus rhamnosus GG,LGG),它能通过产生代谢物和生物活性物质,维持肠道菌群平衡、强化肠道屏障、调节免疫反应,给 IBD 患者带来希望。但口服益生菌治疗时却困难重重,它们对环境压力很敏感,在胃肠道恶劣的环境中存活率低;而且在肠道内黏附性差,停留时间短,这些问题严重削弱了益生菌的治疗效果。所以,如何提高口服益生菌的存活率和定植能力,成为优化 IBD 治疗效果的关键难题。
在这样的背景下,来自未知研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们致力于探索更有效的益生菌微胶囊化策略,用金属 - 酚醛网络(Metal - Phenolic Networks,MPN)包覆益生菌,期望能解决当前益生菌疗法面临的困境。
研究人员选用了三种茶多酚,没食子酸(Gallic Acid,GA)、表没食子儿茶素(Epigallocatechin,EGC)和表没食子儿茶素没食子酸酯(Epigallocatechin Gallate,EGCG),让它们与铁离子(Fe3?)配位,在 LGG 表面形成 MPN 包覆层(MPN@L),并将其与常用的单宁酸(Tannic Acid,TA)为基础制备的 MPN@L 进行对比。
研究中用到的主要关键技术方法有:首先是制备 MPN@L 复合物,将多酚和氯化铁(FeCl?)依次与 LGG 细胞混合,多酚先通过其结构吸附到细菌表面,再与 Fe3?交联形成包覆层;还利用了体外和体内模型实验,检测 MPN@L 复合物在胃肠道消化过程中的存活率、在肠道内的黏附和保留情况;另外,通过检测髓过氧化物酶水平、细胞因子谱以及分析肠道菌群结构,来评估对溃疡性结肠炎的治疗效果。
下面来看看具体的研究结果:
在益生菌的存活和定植方面,所有 MPN@L 复合物在体外和体内模型中,都比未包覆的益生菌表现出更好的黏附和保留能力。其中,EGC@L 在胃肠道消化过程中的存活率最高,比未包覆的益生菌提高了 2.7 log CFU/mL;而且在小鼠肠道内的保留效果最佳,到第 4 天荧光强度达到 24.3×10? p/s/cm2/sr。
在治疗溃疡性结肠炎的效果上,所有 MPN@L 复合物都能通过降低髓过氧化物酶水平、调节细胞因子谱、改善肠道菌群,有效缓解溃疡性结肠炎。EGC@L 的效果尤为突出,它能增加有益细菌属,如乳杆菌属(Lactobacillus)、阿德勒克罗伊茨菌属(Adlercreutzia)和颤螺旋菌属(Oscillospira),同时减少促炎细菌属。
研究结论表明,基于 MPN 的益生菌微胶囊化技术有很大潜力,能提升胃肠道疾病的治疗效果,拓展了益生菌微胶囊化在 IBD 治疗中的应用。特别是 EGC@L,在治疗小鼠葡聚糖硫酸钠(Dextran Sulfate Sodium,DSS)诱导的结肠炎方面表现出色,为开发创新的基于细菌的口服生物疗法治疗 IBD 奠定了坚实基础。
这项研究意义重大,它不仅为 IBD 的治疗提供了新的方向和策略,还让人们对益生菌微胶囊化技术有了更深入的认识。未来,有望基于此研究成果,开发出更有效的治疗 IBD 的产品,给广大患者带来更多的希望和福音。