高濃度基質(zhì)膠:原位結(jié)腸癌造模的「黃金搭檔」
走近科研
文章名稱:Oral delivery of Clostridium butyricum using selective antibacterial lipids for enhanced treatment of Fusobacterium nucleatum-associated intestinal diseases
中文名稱:利用選擇性抗菌脂質(zhì),口服遞送丁酸梭菌以增強(qiáng)治療,由核梭桿菌引起的相關(guān)腸道疾病
雜志名:Nano Today
期刊影響因子:13.2
https://doi.org/10.1016/j.nantod.2025.102742
研究?jī)?nèi)容
Fusobacterium nucleatum(Fn)是一種與多種腸道疾病(如炎癥性腸病和結(jié)直腸癌)密切相關(guān)的致病菌。傳統(tǒng)的抗生素治療可能導(dǎo)致腸道菌群失衡,產(chǎn)生副作用。因此,研究團(tuán)隊(duì)尋求開發(fā)一種選擇性抗菌的益生菌遞送系統(tǒng),以有效抑制Fn,同時(shí)維護(hù)腸道微生態(tài)平衡。
研究人員設(shè)計(jì)了一種基于選擇性抗菌脂質(zhì)(S12)的口服遞送系統(tǒng),用于包裹丁酸梭菌(Clostridium butyricum)。該系統(tǒng)旨在保護(hù)益生菌安全通過(guò)胃腸道,并在腸道中釋放益生菌以對(duì)抗Fn。
在小鼠模型中,研究團(tuán)隊(duì)建立了原位結(jié)腸癌模型,并通過(guò)口服給予Fn以模擬感染環(huán)境。隨后,小鼠被分為四組,分別接受PBS、S12、Cb或Cb@S12的治療。研究人員通過(guò)生物發(fā)光成像技術(shù)監(jiān)測(cè)腫瘤負(fù)荷,并分析腸道菌群結(jié)構(gòu)和短鏈脂肪酸(SCFA)水平。
主要發(fā)現(xiàn)
抗菌效果:Cb@S12組在抑制Fn方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì),減少了腸道中Fn的豐度。
腫瘤抑制:與其他組相比,Cb@S12組的小鼠顯示出較低的腫瘤負(fù)荷,表明該治療具有抗腫瘤潛力。
腸道菌群平衡:Cb@S12治療有助于恢復(fù)腸道菌群的多樣性和穩(wěn)定性,增加了有益菌的比例。
代謝改善:該治療提高SCFA(尤其是丁酸鹽)的水平,有助于腸道健康。
研究亮點(diǎn)
選擇性抗菌:S12脂質(zhì)對(duì)Fn具有選擇性抑制作用,對(duì)其他有益菌影響較弱。
益生菌保護(hù):包裹的丁酸梭菌在胃腸道傳輸中得到有效保護(hù),確保其活性和定植能力。
非抗生素策略:該方法提供了一種無(wú)需使用傳統(tǒng)抗生素的治療途徑,降低抗生素耐藥性的風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)論與討論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該口服遞送系統(tǒng)能夠顯著減少腸道中核梭桿菌的數(shù)量,同時(shí)增加丁酸梭菌的定植率。與對(duì)照組相比,治療組小鼠的炎癥指標(biāo)明顯降低,腸道屏障功能得到改善,腸道菌群結(jié)構(gòu)趨于健康狀態(tài)。
該研究提出了一種新穎的“益生菌-拮抗菌”協(xié)同治療策略,利用選擇性抗菌脂質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)致病菌的抑制作用和對(duì)有益菌的促進(jìn)作用,具有良好的治療效果和安全性。
該策略為治療由核梭桿菌引起的相關(guān)腸道疾病提供了新的思路,也為益生菌的口服遞送技術(shù)提供了新的方向。
基質(zhì)膠在該研究中的應(yīng)用
研究團(tuán)隊(duì)在體外實(shí)驗(yàn)中,
使用基質(zhì)膠來(lái)進(jìn)行原位結(jié)直腸癌小鼠造模,將CT26細(xì)胞與基質(zhì)膠混合進(jìn)行成瘤實(shí)驗(yàn),通過(guò)建立原位結(jié)腸癌小鼠模型,并引入核梭桿菌感染,模擬腸道疾病環(huán)境。以此觀察不同治療方案對(duì)腫瘤生長(zhǎng)、腸道菌群結(jié)構(gòu)和代謝產(chǎn)物的影響,從而驗(yàn)證Cb@S12的治療潛力和安全性。
這種三維培養(yǎng)模型有助于模擬體內(nèi)腸道微環(huán)境,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的生理相關(guān)性。
NEST助力產(chǎn)品:GelNest™ 基質(zhì)膠(高濃度款)
成瘤驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖
對(duì)接受S12、Cb及Cb@S12治療的原位
CT26luc腫瘤荷瘤小鼠實(shí)施體內(nèi)生物發(fā)光成像
PBS為對(duì)照組(n = 5)
為什么要用高濃度基質(zhì)膠?
高濃度基質(zhì)膠在成瘤實(shí)驗(yàn)中促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和形成,并保持腫瘤原位生長(zhǎng)。原位觀察腫瘤的發(fā)展能夠提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腫瘤動(dòng)態(tài)信息的能力,包括生長(zhǎng)速度、擴(kuò)散能力和治療響應(yīng)等。
如果不使用高濃度基質(zhì)膠,可能無(wú)法準(zhǔn)確模擬腫瘤在體內(nèi)的生長(zhǎng)狀況,影響對(duì)腫瘤生物學(xué)行為的研究和評(píng)價(jià)。
NEST基質(zhì)膠的優(yōu)勢(shì)
NEST已推出十余款GelNest™基質(zhì)膠,廣泛適用于類器官培養(yǎng)、血管生成實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞侵襲(transwell)實(shí)驗(yàn)、PDX、CDX模型實(shí)驗(yàn)、(PDO)腫瘤球培養(yǎng)、腫瘤移植、皮下成瘤實(shí)驗(yàn)、干細(xì)胞培養(yǎng)及細(xì)胞分化研究以及其他待開發(fā)實(shí)驗(yàn)類型,助力客戶完成類器官培養(yǎng)。
GelNest™基質(zhì)膠品質(zhì)高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
▷由小鼠腫瘤組織中提取的基底膜成分制備而成,主要成分有層粘連蛋白、IV型膠原蛋白硫酸肝素糖蛋白等
▷富含多種生長(zhǎng)因子促進(jìn)細(xì)胞分化、增殖和遷移
▷可模擬生理環(huán)境中基底膜的特性,提高細(xì)胞培養(yǎng)的成功率和效果
GelNEST™基質(zhì)膠內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)清晰
常規(guī)基質(zhì)膠的內(nèi)毒素的含量可穩(wěn)定保持在4EU以下
選購(gòu)指南