工程化乳酸杆菌口服递送GLP-1融合肽治疗2型糖尿病的创新策略

这篇研究开创性地利用重组加氏乳杆菌（Lactobacillus gasseri, LgsGPA ）分泌GLP-1-PTD-ABP（GPA）融合肽，通过蛋白转导域（PTD）和血清白蛋白结合肽（ABP）增强肠道穿透性和半衰期。实验证实该策略可显著改善db/db小鼠的胰岛素抵抗、高血糖和血脂异常，并调节肠道菌群（如降低Erysipelotrichaceae，提升Akkermansia），为肽类药物的口服递送提供了新范式。

　　

ABSTRACT
胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是治疗2型糖尿病（T2DM）的重要肽类药物。本研究通过基因工程改造加氏乳杆菌（Lgs^GPA
），使其分泌融合了PTD和ABP的GLP-1-PTD-ABP（GPA）肽。体外实验显示，Lgs^GPA
培养上清可显著上调Min6细胞的PDX-1表达并促进胰岛素分泌。在db/db小鼠模型中，每日口服Lgs^GPA
能有效缓解高血糖、胰岛素抵抗和血脂异常，同时调节肠道菌群组成，如降低Erysipelotrichaceae和Intestinimonas丰度，增加Akkermansia。

INTRODUCTION
T2DM患者常伴随心血管并发症，现有GLP-1受体激动剂多需注射给药，患者依从性差。尽管口服制剂Semaglutide已上市，但其生物利用度低且胃肠道副作用显著。本研究创新性地将PTD（增强跨膜转运）和ABP（延长半衰期）与GLP-1融合，并利用益生菌递送系统克服口服吸收障碍。

RESULTS

Preparation and characterization of recombinant GPA peptide
通过pMFH载体表达22 kDa的GPA融合蛋白，经CNBr裂解和HPLC纯化获得8.1 kDa的活性肽。HPLC和Western blot证实其在血液中稳定存在24小时。

Bioactivity in vivo
腹腔注射GPA可显著改善C57BL/6J小鼠的葡萄糖耐量（GTT AUC降低），并在db/db小鼠中快速降低随机血糖（3小时内下降50%）。

Probiotic delivery system
构建的Lgs^GPA
通过usp45信号肽分泌GPA，上清液可诱导Min6细胞胰岛素分泌（达利拉鲁肽效果的80%）。口服Lgs^GPA
6周后，db/db小鼠空腹血糖降低28%，糖化血红蛋白（GHbA1c）显著下降，同时高密度脂蛋白（HDL-C）升高而甘油三酯（TG）降低。

Gut microbiota modulation
16S rRNA分析显示，Lgs^GPA
处理组中促炎的Erysipelotrichaceae和Intestinimonas丰度降低，而有益菌Akkermansia增加。KEGG分析提示菌群功能主要关联碳水化合物代谢通路。

DISCUSSION
本研究首次实现活性GLP-1（7-37）的益生菌递送，其疗效优于既往报道的GLP-1（1-37）干细胞激活策略。肠道菌群重塑（如Akkermansia与GLP-1的协同作用）可能是代谢改善的关键机制。该技术为口服肽类药物开发提供了新思路，未来需进一步优化菌株定植效率。

MATERIALS AND METHODS
实验采用pMG36e载体转化加氏乳杆菌，通过电穿孔法构建重组菌。动物实验均经伦理审查，菌液灌胃剂量为1-5×10⁸
CFU/天。Western blot使用GLP-1（Abclonal）和PDX-1抗体，菌群测序采用V4区引物515F/806R。