近日，上海交通大學醫學院分子醫學研究院劉盡堯研究員團隊在《科學》子刊Science Advances（IF=14.957）發表研究成果，表面礦化涂層制備可抗紫外輻照、耐氧氣、能抵抗胃酸和膽汁酸等不利胃腸道因素的活體細菌藥物。鑒于其制備簡便且不影響細菌活性，生物界面礦化為開發新型口服益生菌藥物提供新途徑。
　　
　　維護腸道微生物群穩態對于疾病防治具有重要意義。例如炎癥性腸病是一種慢性復發性腸道炎癥性疾病，傳統的藥物治療療效往往不令人滿意，且停藥后易復發?？诜嫔鳛槟c炎治療新手段，可以無侵襲性、低副作用地直接干預腸道微生物群，進而調節消化道微生態平衡、抑制致病菌并減緩炎癥反應。益生菌治療的一個關鍵步驟是要求在生產過程中盡最大限度避免益生菌失活，并在口服給藥至腸道后保持足夠數量。然而，通過現有方法制備的口服益生菌制劑面臨諸多挑戰。例如：厭氧益生菌在生產過程中暴露于空氣后，會影響細菌胞內的酶和核酸等物質的活性；制劑在消殺過程中容易導致細胞應激、細胞結構發生改變，甚至失活；胃酸和膽汁酸可使攝入的益生菌存活率大幅度降低等。
　　
　　受自然界生物體產生礦化涂層為軟組織提供外骨骼保護的啟發，劉盡堯團隊報道了一種靜電作用介導的生物界面礦化益生菌保護方法。該方法可在細菌表面生成一層具有抵抗環境干擾并可自行脫出的涂層，從而在不影響活性的前提下提高益生菌對環境不利因素的抵抗能力。
 

　　
　　該研究結果表明，通過碳酸鈉和氯化鈣的簡單混合，在短時間內即可在細菌表面形成一層均勻的碳酸鈣涂層。該方法適用于涂覆不同種類的菌株，包括專性厭氧菌和兼性厭氧菌，并不影響細菌的存活率。作為物理屏障，所產生的礦物涂層賦予封裝的厭氧菌對氧氣暴露、紫外線照射和75% 乙醇展示出強勁抵抗力?？诜?，涂層可通過雙重分解與胃酸自發反應，同時實現胃酸的快速中和和封裝細菌的智能釋放。此外，生成的鈣離子可引發膽汁酸酸分子的聚集，使細菌能免于胃酸和膽汁酸的雙重破壞作用安全抵達腸道。以葡聚糖硫酸鈉誘導的結腸炎小鼠為模型，礦化涂層益生菌顯示出顯著增強的治療潛力。
　　
　　課題組耿忠民博士后（現為青島大學腫瘤研究院研究員）為該論文第一作者，劉盡堯研究員，曹湞萍副研究員和吳馮助理研究員為該論文共同通訊作者。該工作得到第十四批國家海外高層次人才引進青年項目、科技部重點研發計劃課題、國家自然科學基金委面上項目、上海市探索者計劃等支持。論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade0997