稻谷也能在医疗领域应用吗？中南林业科技大学稻谷及副产物深加工国家工程研究中心教授林亲录、副教授李江涛团队与华南理工大学教授朱伟、副教授马毅团队合作给出答案。
溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性、非特异性肠道炎症性疾病，发生发展与肠道菌群失衡密切相关。传统治疗手段存在副作用显著、复发率高以及难以根治等问题。尽管活菌疗法通过工程化微生物调控肠道微生态展现出独特优势，但口服递送过程中细菌存活率低、定植能力弱以及治疗目标不明确等瓶颈制约了其疗效。
上述联合团队创新性地开发了以大米淀粉为核心的工程菌递送系统，通过在细菌表面自组装成聚电解质复合涂层，显著增强益生菌胃肠道存活率，为溃疡性结肠炎治疗提供了高附加值解决方案。
图为5微米左右的稻米淀粉颗粒。受访者 供图
研究通过普鲁兰酶脱支和过氧化氢氧化连续处理大米淀粉制备脱支/氧化大米淀粉，然后以大肠杆菌 Nissle 1917（EcN）为模型，利用氧化淀粉的物理屏障效应和聚乙烯亚胺的亲质子效应，通过静电/氢键作用一步法开发出聚电解质复合涂层。同时，引入质粒使EcN::mcmA过量表达抗菌肽MccM，增强 EcN 对病原菌的抗菌能力。MccM 能与铁元素结合，并被病原菌感知为铁载体，使其主动吸收，继而作用于细菌外膜，导致细菌死亡。
通俗地说，研究通过改造大米淀粉裹住益生菌进而形成保护层，扛住胃酸消化，让活菌直达发炎肠道；通过基因改造益生菌，让它生产“伪装诱饵”抗菌肽，有害菌误食后会被从内部破坏；活下来的益生菌在肠道扎根，持续清除病菌、调节菌群平衡，高效安全治疗溃疡性结肠炎。
据介绍，该研究结合化学与合成生物学，提出了一种安全、有效的UC细菌疗法潜在方案，为淀粉基材料在水环境中的应用提供新借鉴，也为今后开发预防和控制慢性疾病的益生菌类特医食品提供参考。研究为大米淀粉的高端医疗应用开辟了新路径，彰显了稻谷资源在生物医学领域的独特价值。
上述成果近日发表于Advanced Materials，中南林业科技大学稻谷及副产物深加工国家工程研究中心为论文第一单位，林亲录、李江涛和朱伟为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金、湖南省科技创新计划（“揭榜挂帅项目”及荷尖人才项目）等项目的支持和资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202417050
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