上海交大刘尽尧团队Nat. Commun.：给活细菌穿上“迷彩服”

近日，上海交通大学分子医学研究院刘尽尧（点击查看介绍）课题组在国际著名期刊《自然•通讯》（Nature Communications）在线发表关于“隐形细菌”的最新研究成果，为细菌介导的生物医学应用提供新途径。值得一提的是，该论文为刘尽尧课题组建立以来完成并发表的第一项工作，上海交通大学为唯一完成单位。

细菌是一种普遍存在的微生物，由于其独特的优势，例如可基因编辑、快速繁殖以及病灶部位特别是肿瘤部位易于富集的特点，细菌在生物成像、疾病诊断及治疗方面引起了广泛。然而，如何在保证安全性的同时提高体内效果依然面临巨大挑战，这是缘于两者之间的博弈。如果想要达到理想效果体内需要保有一定的菌量，但是大量细菌的引入又会引起机体炎症反应以及免疫系统的快速清除。比如，在细菌介导的肿瘤治疗方面，虽然有一系列工程细菌已进入I/II期临床试验，但是由于细菌所带来的剂量依赖型毒副作用及较低的治疗效果成为细菌治疗肿瘤道路中无法逾越的绊脚石。为解决该问题，刘尽尧团队将血细胞的细胞膜“外衣”脱下转而穿在细菌身上，提出一种“细菌隐身”的简单策略（图1）。该方法能一举两得，不仅能够在不影响细菌活性的前提下减少细菌所产生的免疫原性与炎症反应，而且由于红细胞膜具有天然的抗吞噬能力能显著降低机体免疫系统的清除进而提高细菌在肿瘤部位的富集。

图1. 通过物理挤出方法可将细胞膜简单有效的包裹于各类形状的细菌表面

以益生菌Nissle 1917为例，穿上细胞膜“迷彩服”后能显著提高体内保有量，从而提供更多的时间和机会使其借助厌氧趋向能力进入肿瘤组织，比未伪装的细菌提高42倍。作者通过细菌表达荧光素酶，实现了单次注射对肿瘤长达12天的精准成像。与小分子或纳米成像试剂不同，Nissle 1917能选择性的富集在肿瘤部位（>99.9%的细菌），而且可通过分裂增殖长时间停留在肿瘤组织内，达到肿瘤活体精准和长周期成像的效果（图2）。

图2. 伪装细菌实现单次注射维持长达12天的活体肿瘤精准成像

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Camouflaging bacteria by wrapping with cell membranes

Zhenping Cao, Shanshan Cheng, Xinyue Wang, Yan Pang, Jinyao Liu

Nat. Commun., 2019, 10, 3452, DOI: 10.1038/s41467-019-11390-8

导师简介

刘尽尧，上海交通大学医学院分子医学研究院、上海市肿瘤研究所癌基因及相关基因国家重点实验室，研究员，博士生导师。2013年博士毕业于上海交通大学（导师：中科院院士颜德岳教授），2013至2018年分别在杜克大学（导师：美国发明院院士Ashutosh Chilkoti教授）以及麻省理工学院（导师：美国三院院士Robert Langer教授）从事博士后研究。2018年4月全职加盟由中科院院士谭蔚泓教授领衔的上海交通大学医学院分子医学研究院。研究兴趣包括肠道菌群与疾病治疗、生物界面与免疫调控、纳米药物与药物递送、肿瘤早期诊断与成像等。目前主持国自然基金面上项目、上海交通大学医学院双百人计划等。至今，在Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等期刊上发表论文30余篇，所发表论文SCI他引1400余次。相关工作被MIT News，Boston Herald等媒体报道。曾获教育部博士学术新人奖、科学院卢嘉锡优秀研究生奖、上海市优秀博士论文等。关于更多信息，请访问课题组主页www.liulab.org.cn  。

https://www.x-mol.com/university/faculty/65946