稻谷也能在醫療領域應用嗎？中南林業科技大學稻谷及副產物深加工國家工程研究中心教授林親錄、副教授李江濤團隊與華南理工大學教授朱偉、副教授馬毅團隊合作給出答案。
潰瘍性結腸炎（UC）是一種慢性、非特異性腸道炎癥性疾病，發生發展與腸道菌群失衡密切相關。傳統治療手段存在副作用顯著、復發率高以及難以根治等問題。盡管活菌療法通過工程化微生物調控腸道微生態展現出獨特優勢，但口服遞送過程中細菌存活率低、定植能力弱以及治療目標不明確等瓶頸制約了其療效。
上述聯合團隊創新性地開發了以大米淀粉為核心的工程菌遞送系統，通過在細菌表面自組裝成聚電解質復合涂層，顯著增強益生菌胃腸道存活率，為潰瘍性結腸炎治療提供了高附加值解決方案。
圖為5微米左右的稻米淀粉顆粒。受訪者 供圖
研究通過普魯蘭酶脫支和過氧化氫氧化連續處理大米淀粉制備脫支/氧化大米淀粉，然后以大腸桿菌 Nissle 1917（EcN）為模型，利用氧化淀粉的物理屏障效應和聚乙烯亞胺的親質子效應，通過靜電/氫鍵作用一步法開發出聚電解質復合涂層。同時，引入質粒使EcN::mcmA過量表達抗菌肽MccM，增強 EcN 對病原菌的抗菌能力。MccM 能與鐵元素結合，并被病原菌感知為鐵載體，使其主動吸收，繼而作用于細菌外膜，導致細菌死亡。
通俗地說，研究通過改造大米淀粉裹住益生菌進而形成保護層，扛住胃酸消化，讓活菌直達發炎腸道；通過基因改造益生菌，讓它生產“偽裝誘餌”抗菌肽，有害菌誤食后會被從內部破壞；活下來的益生菌在腸道扎根，持續清除病菌、調節菌群平衡，高效安全治療潰瘍性結腸炎。
據介紹，該研究結合化學與合成生物學，提出了一種安全、有效的UC細菌療法潛在方案，為淀粉基材料在水環境中的應用提供新借鑒，也為今后開發預防和控制慢性疾病的益生菌類特醫食品提供參考。研究為大米淀粉的高端醫療應用開辟了新路徑，彰顯了稻谷資源在生物醫學領域的獨特價值。
上述成果近日發表于Advanced Materials，中南林業科技大學稻谷及副產物深加工國家工程研究中心為論文第一單位，林親錄、李江濤和朱偉為共同通訊作者。研究得到國家自然科學基金、湖南省科技創新計劃（“揭榜掛帥項目”及荷尖人才項目）等項目的支持和資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202417050
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