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  將活細(xì)菌穿上一件迷彩服，能顯著降低機(jī)體免疫系統(tǒng)清除的同時減少毒副作用，從而大幅度提高其在腫瘤部位的富集，有望為腫瘤的診斷、成像和治療提供新策略！近日，上海交通大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究院劉盡堯研究員課題組以“Camouflaging bacteria by wrapping with cell membranes”為題在《Nature Communications》報道該項工作！該論文被Nature Communications Editors'' Highlights評為特色文章（Feature Article），Editors'' Highlights每月評選少量最為激動人心的研究進(jìn)展為Feature Article。

https://www.nature.com/collections/pkgztbmgly/content/alfredo-sansone

  微生物由于其特有的組織靶向能力、快速增殖以及容易基因編輯等特點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。與病毒等相比，細(xì)菌在安全性方面具有更大優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于生物檢測、活體成像和疾病診治等方面。然而，如何在保證安全性的同時提高體內(nèi)的診斷、成像和治療效果依然面臨巨大挑戰(zhàn)，這是緣于療效和安全性之間的博弈。想要達(dá)到理想效果體內(nèi)需要保有一定的菌量，但是大量細(xì)菌的引入又會引起機(jī)體炎癥反應(yīng)以及免疫系統(tǒng)的快速清除。為解決該問題，劉盡堯研究員課題組將人體血細(xì)胞的細(xì)胞膜外衣脫下轉(zhuǎn)而穿著在細(xì)菌身上，提出一種細(xì)菌隱身的簡單策略。該方法能一舉兩得，使細(xì)菌能有效逃過機(jī)體免疫系統(tǒng)清除而提高體內(nèi)保有量的同時，還能阻礙細(xì)菌毒素的釋放從而降低毒副作用。

圖一    通過物理擠出方法可將細(xì)胞膜簡單有效的包裹于各類形狀的細(xì)菌表面

  以益生菌Nissle 1917為例，穿上偽裝外衣后能顯著提高體內(nèi)保有量，從而提供更多的時間和概率使其借助厭氧趨向能力進(jìn)入腫瘤組織，比未偽裝的細(xì)菌提高46倍。作者通過細(xì)菌表達(dá)熒光素酶，實現(xiàn)了單次注射對腫瘤長達(dá)12天的精準(zhǔn)成像。與小分子或納米成像試劑不同，Nissle 1917能選擇性的富集在腫瘤部位（>99.9%的細(xì)菌），而且可通過分裂增殖長時間停留在腫瘤組織內(nèi)，達(dá)到腫瘤活體精準(zhǔn)和長周期成像的效果。

圖二    偽裝細(xì)菌實現(xiàn)單次注射維持長達(dá)12天的活體腫瘤精準(zhǔn)成像

  該論文是課題組建立以來完成并發(fā)表的第一項工作，以上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院為唯一完成單位。該工作得到了國家青年QR項目、國家自然科學(xué)基金面上項目、上海市高峰高原計劃、上海市地方高水平大學(xué)建設(shè)專項經(jīng)費(fèi)、上海市青年科技揚(yáng)帆計劃等的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11390-8

劉盡堯研究員簡介

  劉盡堯，國家青年QR，2013年博士畢業(yè)于上海交通大學(xué)（導(dǎo)師：中科院院士顏德岳教授），2013至2018年分別在杜克大學(xué)（導(dǎo)師：美國發(fā)明院院士Ashutosh Chilkoti教授）以及麻省理工學(xué)院（導(dǎo)師：美國三院院士Robert Langer教授）從事博士后研究。2018年4月全職加盟由中科院院士譚蔚泓教授領(lǐng)銜的上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子醫(yī)學(xué)研究院，任研究員，博士生導(dǎo)師。研究興趣包括腸道菌群與疾病治療、生物界面與免疫調(diào)控、納米藥物與藥物遞送、腫瘤早期診斷與成像等。至今，在Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等期刊上發(fā)表論文30余篇，所發(fā)表論文SCI他引1400余次。相關(guān)工作被MIT News，Boston Herald等媒體報道。曾獲教育部博士學(xué)術(shù)新人獎、科學(xué)院盧嘉錫優(yōu)秀研究生獎、上海市優(yōu)秀博士論文等。關(guān)于更多我們的信息，請訪問課題組主頁www.liulab.org.cn。