基于工程化大肠杆菌尼士勒1917外膜囊泡的计算设计三联受体激动肽生产与递送策略研究

《Microbial Cell Factories》：Engineering E. coli Nissle 1917 for production and outer membrane vesicle-mediated delivery of a computationally designed GLP-1R/GIPR/GCGR tri-agonist

**摘要****背景**微生物细胞工厂为治疗性生物分子的生产提供了可遗传编程的途径，而细菌外膜囊泡（OMVs）则为生物分子递送提供了一种生物来源的载体。因此，将重组治疗性肽的生产与OMV生物发生整合，可以为肽的生产与递送提供统一的策略。在此，我们对大肠杆菌尼士勒1917（EcN）进行了工程改造，使其产生与GGG结合的OMV。GGG是一种经计算设计的肽类激动剂，靶向胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）、葡萄糖依赖性胰岛素促泌肽受体（GIPR）和胰高血糖素受体（GCGR）。**结果**三联激动肽（GGG）通过从983,040条候选序列的约束文库中进行计算筛选，并针对GLP-1R、GIPR和GCGR进行结构评估后鉴定得到。随后，利用EcN兼容的T7表达架构，将该选定肽整合到基于EcN ΔnlpI的OMV生产系统中。所得囊泡表现出典型的纳米尺度特性，并富集了含GGG的融合货物。该货物在缓冲液中被动释放有限，而在将完整的OMV制剂在全新鲜血中孵育后，含GGG的组分在可溶组分中被逐步检测到。更重要的是，从OMV相关制剂中回收的经TEV处理的GGG–6×His产物在GLP-1R、GIPR和GCGR上均保留了功能活性，表观EC50值分别为1.84、1.50和5.08 nM。在高脂饮食喂养小鼠中，反复给予OMV-GGG产生持续的体重和脂肪含量降低，同时改善了葡萄糖调节能力，并在测试条件下维持了瘦体和无脂体组分。在5周的治疗期内未观察到明显的组织病理学异常。**结论**这些发现建立了一个概念验证性的微生物生产和OMV相关制剂框架，该框架将经计算设计的多受体肽的遗传编码生产与囊泡相关递送及功能验证相结合。本研究证明了将遗传编码肽生产与OMV相关制剂耦合的可行性，并为进一步开发基于OMV的肽类递送系统奠定了基础。