近日,浙江工商大学食品与生物工程学院顾青教授团队在国际顶级期刊《Advanced Materials》(影响因子26.8)上发表了题为《Calcium-powered probiotics reconfigure the intestinal niche via biofilm transformation》的研究论文。浙江工商大学是该论文的唯一通讯单位,顾青教授为通讯作者,李永璐副研究员为第一作者。
该研究提出了一种基于“钙武装益生菌”的肠道菌膜转换新策略,为肠道致病菌感染及相关疾病治疗提供了创新性解决方案。
研究团队发现,超过90%的肠炎患者肠道内存在侵袭性菌膜,这些菌膜通过竞争性抑制共生菌群生长、降解黏液层组分、干扰肠上皮细胞能量供给等方式,导致肠道多界面失衡,进而引发肠炎、代谢综合征等多种疾病。
其中,脱硫弧菌通过黏附封闭抗原位点、降解糖基化结构及抑制钙通路等机制,严重阻碍益生菌定殖,形成“一过性”生态失衡。
针对这一难题,顾青教授团队创新性地设计了一种基于钙离子(Ca2+)和天然钙调节成分KAE修饰的益生菌系统(Ca2+/KAE@Lap)。
该系统通过钙介导的双重机制实现肠道菌膜转换:一方面,Ca2+作为阳离子介质,增强脱硫弧菌与乳酸杆菌的结合亲和力,靶向清除致病菌并释放生态位;另一方面,KAE激活肠上皮细胞钙通道,促进黏液层重塑,补充益生菌定殖位点。这种“原位替代-黏液层重塑”策略成功将脱硫弧菌主导的菌膜转换为乳酸菌富集的菌膜,显著提升了益生菌的定殖效率。

实验证明,Ca2+/KAE@Lap在秀丽隐杆线虫及小鼠模型中展现出优异的菌膜转换能力,不仅能缓解急性结肠炎症状,还能通过激活免疫应答与益生菌菌膜协同作用,抵御脱硫弧菌再次侵袭,维持肠道微生态长期稳态。
该研究为肠道致病菌治疗提供了突破性策略,展现了浙江工商大学在食品科学与生物医学交叉领域的创新实力。
(责任编辑 吴文建 陈显婷)
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