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董冰/高利增等Nature子刊:无需基因改造!纳米酶实现益生菌"代谢编辑",胞内半合成新型"抗菌弹药"

时间:2025-11-25 来源:热心肠研究院 作者:热心肠小伙伴们 浏览次数:

Nature Microbiology

[IF:19.4]



Nanozymes modulate probiotic tryptophan metabolism to prevent Salmonella infection in mammalian models

主要作者: 林姿伸,高利增,董冰
Article10.1038/s41564-025-02176-42025-11-24
口服联合干预设计:本研究利用小鼠和断奶仔猪模型,通过口服联合给予铁硫纳米酶(nFeS)与益生菌阴道乳杆菌(L. vaginalis),探究其预防和治疗肠道沙门氏菌感染的协同效能及机制。
核心突破-纳米酶驱动代谢编辑:nFeS能通过“人工催化驱动的代谢编辑”策略,调控阴道乳杆菌的色氨酸代谢,产生并释放抗菌代谢物2-吲哚羧酸(I2CA),从而高效清除肠道病原菌。
胞内原位双重催化:nFeS能够进入阴道乳杆菌细胞内,模拟氧酶和异构酶活性,将菌体产生的中间代谢产物吲哚-3-甲醛(I3C)原位转化为强效杀菌剂I2CA,实现了益生菌胞内代谢通路的扩展。
pH依赖的精准杀伤:由于阴道乳杆菌胞内呈中性(pH 7.5),I2CA能螯合nFeS释放的亚铁离子从而避免毒性;而沙门氏菌胞内呈酸性(pH 6.5),导致亚铁离子游离并诱发致命的类铁死亡。
体内协同抗感染疗效:在动物模型中,这种口服联用疗法显著降低了病原菌定植和腹泻率,减轻了肠道炎症并修复了肠黏膜屏障,且未对宿主造成铁蓄积或组织损伤。


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