成果介绍

（1）生物正交化学构建抗逆结肠靶向益生菌Lp@CGN缓解溃疡性结肠炎

本研究针对溃疡性结肠炎这一棘手疾病，另辟蹊径，运用生物正交化学技术精心构建了 “铠甲” 益生菌 Lp@CGN。具体而言，先是采用代谢标记手段，巧妙地为益生菌引入关键基团，再通过无铜点击化学这一精准方法，实现 β - 葡聚糖对益生菌的共价逐层包覆，由此打造出具备特殊结构的 Lp@CGN，使其拥有卓越的抗胃肠道应激能力，能够在恶劣的胃肠道环境中存活。在 DSS 诱导的 UC 小鼠模型中，Lp@CGN 展现出独特的治疗优势，抵达结肠后 “铠甲” 逐步降解，释放出活性益生菌，同时生成短链脂肪酸。这些短链脂肪酸与益生菌相互协作，不仅重塑肠道菌群平衡，让有益菌得以富集、有害菌受到抑制，还能修复受损的肠道屏障，使紧密连接蛋白表达恢复正常，增强肠道的完整性；并且有效调控炎症因子，降低促炎因子水平，提升抗炎因子含量，从多个维度协同发力，显著缓解溃疡性结肠炎病情，为攻克这一疾病提供了极具潜力的全新策略与治疗思路。

（2）Lp@CGN 的结构表征与活性评估

本研究聚焦于构建具有抗溃疡性结肠炎功能的 Lp@CGN。在结构表征方面，通过对粒径、zeta 电位等关键参数的测定，清晰呈现了 β - 葡聚糖成功包覆于益生菌表面的过程。粒径的变化直观反映了包覆层的逐步形成，zeta 电位的改变则进一步证实了包覆后表面电荷性质的变化，有力地说明了 Lp@CGN 构建的可行性。此外，荧光成像技术从光学层面直观展现了其独特结构，透射电镜和扫描电镜则从微观形态角度，清晰呈现了 Lp@CGN 的精细结构特征。

在活性评估上，生长曲线测定以及活菌计数结果表明，β - 葡聚糖的包覆并未损害益生菌的活性，其生长特性与未包覆的益生菌相似。这一结果为 Lp@CGN 在后续治疗溃疡性结肠炎中发挥作用提供了有力支撑，也为基于 Lp@CGN 的进一步研究与应用筑牢了基础。

（3）Lp@CGN 增强益生菌应激抗性

本研究围绕 Lp@CGN 提升益生菌应激抗性展开。从示意图可知，Lp@CGN 具备抗胃肠道应激能力，涵盖抗胃酸和小肠应激。数据展示了在不同模拟胃肠道环境下，Lp@CGN 存活率显著高于 Lp 和 Lp@dGN ，如在模拟胃酸环境中，Lp@CGN 存活率在各时间点都远超对照组（P<0.0001 ），表明其能有效抵御胃肠道恶劣条件。

Lp@CGN 还可抵抗多种环境应激，如紫外线照射、冻干及不同温度存储。在冻干处理后、紫外线照射不同时间以及不同温度存储后，Lp@CGN 的活菌数（CFU/mL ）均显著高于 Lp ，充分说明 Lp@CGN 能增强益生菌对多种环境压力的抗性，为其在复杂环境下稳定发挥作用提供保障。

（4）Lp@CGN 的结肠靶向降解特性

聚焦于 Lp@CGN 在模拟胃肠道及结肠环境中的降解行为。Lp@CGN 依次经过模拟胃液（SGF）、模拟肠液（SIF）处理，在这些过程中结构保持完整，而在 β - 葡聚糖酶作用下逐渐崩解。扫描电镜图像呈现出 Lp@CGN 在不同处理时间后的形态变化，从保持完整到逐步崩解。荧光显微镜图像也显示，随着 β - 葡聚糖酶作用时间延长，荧光信号减弱，意味着 CGN 涂层逐步被降解。

生长曲线表明，经酶解后的 Lp@CGN 与未处理的 Lp@CGN 生长趋势相近，说明降解过程未损害益生菌活性。同时，Lp@CGN 在降解过程中释放多糖，总糖含量随时间增加而降低，体现了其在结肠环境中逐步降解并释放成分的特性，证实 Lp@CGN 具备结肠靶向降解能力，可实现益生菌的精准释放 。

（5）Lp@CGN 对溃疡性结肠炎小鼠的治疗效果

本研究利用 DSS 诱导的溃疡性结肠炎（UC）小鼠模型，探究 Lp@CGN 的治疗效果。实验中，小鼠先适应环境 7 天，接着用 3% DSS 处理 7 天诱导 UC ，随后进行不同处理，最后收集结肠样本。

Lp@CGN 显著改善小鼠身体状况。模型组小鼠体重持续下降，而 Lp@CGN 处理组体重下降幅度明显减小。在结肠宏观形态上，模型组结肠缩短、出现溃疡，Lp@CGN 处理组结肠长度更接近正常组，溃疡情况改善，隐窝损伤也减轻。

组织学分析显示，模型组结肠组织病理结构紊乱，Lp@CGN 处理后组织形态显著恢复，炎症细胞浸润减少。免疫荧光结果表明，Lp@CGN 处理增强了结肠组织中 ZO - 1 和 Occludin 等紧密连接蛋白表达，修复肠道屏障功能，降低血清中 FITC - 葡聚糖水平，减少肠道通透性。

在炎症因子调节方面，Lp@CGN 降低促炎因子 TNF - α、IL - 6 水平，增加抗炎因子 TGF - β、IL - 10 含量，还降低髓过氧化物酶（MPO）活性，减轻炎症反应和氧化应激，表明 Lp@CGN 对 UC 小鼠具有良好治疗作用。

（6）Lp@CGN 的生物安全性与体内分布特性

研究围绕 Lp@CGN 在小鼠体内的生物安全性和分布情况展开探究。实验中，小鼠先适应环境 7 天，随后自由摄食饮水 7 天，之后进行处理并收集血清和器官样本。

在生物安全性方面，Lp@CGN 处理组小鼠体重与正常组相近，未出现异常变化。对结肠、肝脏、脾脏和肾脏等主要器官的宏观观察及重量分析显示，Lp@CGN 处理未引起器官明显的形态和重量改变。组织病理学分析表明，各器官组织形态正常，未出现炎症、损伤等病理变化，说明 Lp@CGN 具有良好的生物安全性。

在体内分布特性上，通过荧光标记技术进行追踪。体外荧光成像可清晰区分标记的 Lp - pMG36e 及 Lp - pMG36e@CGN。体内成像显示，Lp - pMG36e@CGN 在小鼠体内能够靶向富集于结肠部位，且在不同时间点均有体现，其在结肠中的荧光信号强度高于未包覆组，表明 Lp@CGN 能够实现结肠靶向分布，为其在结肠部位发挥治疗作用提供了重要基础。

（7）Lp@CGN 对溃疡性结肠炎小鼠肠道菌群的调节作用

本研究借助多种分析手段，探究 Lp@CGN 对溃疡性结肠炎（UC）小鼠肠道菌群的调节功效。主坐标分析和非度量多维尺度分析显示，Lp@CGN 处理组与正常组的肠道菌群结构更为接近，而模型组与之差异明显，表明 Lp@CGN 可重塑 UC 小鼠的肠道菌群结构。

从物种组成的柱状图、聚类热图及进化分支图可知，模型组肠道菌群失衡，致病菌相对丰度升高，有益菌减少；Lp@CGN 处理后，菌群组成显著改善，埃希氏菌属、克雷伯氏菌属等致病菌丰度降低，乳杆菌属、副杆菌属等有益菌富集，优化了菌群组成。

在短链脂肪酸（SCFAs）水平上 ，模型组乙酸、丙酸、丁酸等 SCFAs 含量低于正常组，Lp@CGN 处理显著提升了这些 SCFAs 的水平。SCFAs 具有抗炎、调节肠道屏障功能等益处，其含量增加表明 Lp@CGN 通过调节肠道菌群，促进 SCFAs 生成，进而缓解 UC 症状，展现出 Lp@CGN 在调节肠道微生态、治疗 UC 方面的重要作用。

（8）Lp@CGN 对溃疡性结肠炎小鼠的预防保护作用

研究利用 DSS 诱导的溃疡性结肠炎（UC）小鼠模型，探究 Lp@CGN 的预防保护效果。实验中，小鼠先适应环境 7 天，接着用 3% DSS 处理 7 天，随后进行不同处理 5 天，最后收集结肠样本。

在体重变化方面，模型组小鼠体重持续下降，而 Lp@CGN 处理组体重下降幅度明显小于模型组。从结肠宏观形态看，模型组结肠缩短、溃疡明显，Lp@CGN 处理组结肠长度更接近正常组，溃疡情况显著改善，隐窝损伤也减轻。

组织学分析显示，模型组结肠组织病理结构严重紊乱，Lp@CGN 处理后组织形态明显恢复，炎症细胞浸润减少。免疫荧光结果表明，Lp@CGN 处理增强了结肠组织中紧密连接蛋白表达，修复肠道屏障功能，降低血清中 FITC - 葡聚糖水平，减少肠道通透性。

在炎症因子调节上，Lp@CGN 显著降低促炎因子 TNF - α、IL - 6、IL - 1β 水平，增加抗炎因子 IL - 10 含量，减轻炎症反应。以上结果表明，Lp@CGN 对 UC 小鼠具有良好的预防保护作用，能有效改善症状、修复肠道损伤并调节炎症反应。

结论

本研究利用生物正交化学技术，在单细胞水平将 β- 葡聚糖）通过代谢标记和无铜点击化学共价包覆于植物乳杆菌表面，构建了抗逆结肠靶向益生菌制剂 Lp@CGN。该 “铠甲” 结构赋予 Lp@CGN 卓越的胃肠道应激抗性，使其在抵达结肠前保持结构完整。

在结肠中，β- 葡聚糖 “铠甲” 经肠道菌群代谢降解，释放活性 Lp 并生成短链脂肪酸，通过修复肠道屏障、调控炎症因子及重塑菌群平衡，显著缓解 DSS 诱导的小鼠溃疡性结肠炎症状，且生物安全性良好。该策略为 UC 治疗提供了 “抗逆保护 - 靶向释放 - 协同治疗” 的新范式，具临床转化潜力。

● 创新性/应用前景