中国农业大学“优青”团队在领域顶刊(IF5y=30.2)发表重要研究成果,提出一种双重靶向抗菌新策略!

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摘要:近日,中国农业大学马曦教授团队在国际权威学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)发表研究性论文(Research Article)《乳酸菌生物膜包被的甘露糖基化生物材料双靶向干预动物大肠杆菌感染》(Mannosylated MOF Enca

近日,中国农业大学马曦教授团队在国际权威学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)发表研究性论文(Research Article)《乳酸菌生物膜包被的甘露糖基化生物材料双靶向干预动物大肠杆菌感染》(Mannosylated MOF Encapsulated in Lactobacillus Biofilm for Dual-Targeting Intervention Against Mammalian Escherichia coli Infections)。该研究以断奶仔猪为模型,创建了基于益生菌生物膜与病原菌靶向技术的递送系统,提出一种安全有效、可恢复肠道稳态的双重靶向抗菌新策略,为解决健康养殖端抗生素禁用背景下断奶仔猪腹泻难题提供了新的思路。

在该研究中,作者设计并合成了具有肠道靶向递送及病原菌黏附能力的Zn-MOF@Man/LRB纳米材料,具有肠道微环境响应型递送与大肠杆菌黏附的双重靶向功能,通过物理聚集黏附细菌、破膜杀菌的化学杀伤作用、益生菌生物膜介导的菌群稳态与免疫调节的三重作用机制,在断奶仔猪、人类和小鼠腹泻模型中展现出一致的跨物种应用潜力,从而为缓解断奶仔猪腹泻提供了全新的方向。

益生菌生物膜递送-靶向协同抗菌系统的设计

研究者基于金属有机框架材料(MOFs)的抗菌优势,以氧化锌为基础合成新型锌基MOF材料(Zn-MOF),其比表面积达传统氧化锌纳米颗粒的20倍,展现出显著增强的浮游菌杀灭与生物膜穿透能力。通过甘露糖修饰赋予Zn-MOF特异性结合大肠杆菌I型菌毛FimH蛋白的能力,成功诱导病原菌聚集并实现靶向清除。

益生菌生物膜递送-靶向协同抗菌系统的作用机制

团队在全基因组测序指导下筛选出具有强生物膜形成能力的乳酸杆菌菌株,创新性地将益生菌生物膜(LRB)创制为包裹纳米颗粒的载体。该仿生设计使锌基MOF材料在胃酸环境中保持稳定,并精准释放至肠道,提升了材料的口服生物利用度同时持续调节肠道菌群平衡。体内外实验均证实了Zn-MOF@Man/LRB处理的良好生物安全性。所合成的纳米复合材料在仔猪、小鼠及人模型中均展现出一致优异的抗炎及抗腹泻效果,能够维持肠道菌群稳态,促进干细胞分化,并修复肠道屏障功能。实现抗菌治疗与微生态调控的协同增效,在畜牧业无抗绿色养殖中展示了良好的应用前景。

益生菌生物膜递送-靶向协同抗菌系统缓解断奶仔猪腹泻的效果

中国农业大学为该论文的第一完成单位,动科学院博士后马宁为论文第一作者,马曦教授为论文通讯作者。

来源:科学謎

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