2025年2月，南昌大学聂少平教授团队在国际权威期刊《Journal of Controlled Release》（Q1，中科院1区TOP，IF: 10.5）发表题为“Prebiotics empower probiotics with gastrointestinal stress resistance for colon-targeted release to synergistically alleviate colitis”的研究性论文。南昌大学博士研究生嵇海华为第一作者，通讯作者为南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室万昊教授和聂少平教授。
益生菌的口服给药在缓解溃疡性结肠炎（UC）方面具有潜力，但其疗效受到胃肠道（GI）恶劣环境的限制。本研究提出了一种策略，通过使用生物正交化学在单细胞水平上对植物乳杆菌（Lp）益生菌进行逐层包覆，将β-葡聚糖（GN）益生元包裹于其表面（Lp@CGN）。这一方法形成了一种坚固的基于GN的“盾牌”，具有增强的保护性能、靶向结肠的降解能力以及益生元功能。研究显示，Lp@CGN在模拟胃肠道条件下的存活率提高了276倍。到达结肠后，“盾牌”被肠道菌群代谢为短链脂肪酸（SCFAs），从而释放益生菌Lp，实现协同治疗效果，包括促进SCFAs生成和释放Lp。实验结果表明，Lp@CGN在预防和治疗模型中显著缓解了UC症状，修复了肠道黏膜屏障，调节了炎症因子，改善了肠道菌群失衡，并增强了SCFAs的生成。该策略突出了利用化学工具重构益生菌以实现高效疾病治疗的潜力。
研究亮点
►使用生物正交逐层包覆策略（Lp@CGN）将益生菌表面包覆益生元。
►Lp@CGN在胃肠道和环境应激中表现出良好的耐受性。
►Lp@CGN实现了靶向结肠的递送与释放。
►Lp@CGN在预防和治疗溃疡性结肠炎（UC）的模型中均显示出高效的缓解效果。
►Lp和GN的结合在Lp@CGN中协同增强了肠道健康。
研究结论
本研究通过将益生元（β-葡聚糖，GN）与益生菌（植物乳杆菌，Lp）结合，提出了一种新颖的基于生物正交化学的逐层包覆策略（Lp@CGN），为改善益生菌在胃肠道环境中的存活率以及在结肠的靶向释放提供了新方法。研究表明：Lp@CGN的“盾牌”显著增强了益生菌在胃酸、消化酶和胆盐等胃肠道应激条件下的耐受性，其存活率提高了约276倍。到达结肠后，GN“盾牌”在肠道菌群的作用下被代谢为短链脂肪酸（SCFAs），同时释放益生菌发挥其益生功能。Lp@CGN在溃疡性结肠炎（UC）预防和治疗模型中表现出显著效果，包括修复肠道黏膜屏障、调节炎症因子、改善肠道菌群失衡和促进SCFAs生成。这一研究验证了利用化学工具重构益生菌的可行性，为提升益生菌在疾病治疗中的应用潜力提供了重要的理论和技术支持。
