活体细菌作为活性治疗分子的药物载体在治疗多种疾病方面显示出巨大的潜力，SYNB8802等工程化益生菌已进入临床试验。药学院王凤山教授团队基于对糖胺聚糖生物合成与活性研究基础，通过为益生菌定制“荚膜外衣”，增强了细菌底盘细胞体内给药环境下耐受与定植能力，为编程设计更高利用度和疗效的治疗性细菌制剂提供了新的研究思路。团队相关研究成果以“Enhanced Stability and Function of ProbioticStreptococcus thermophiluswith Self-Encapsulation by Increasing the Biosynthesis of Hyaluronan”为题在美国化学会期刊ACS Applied Materials & Interfaces上发表。

该研究利用合成生物学工具（无痕基因操作系统和CRISPR interference系统），对嗜热链球菌进行代谢改造，成功构建了具备内源性透明质酸涂层的工程化嗜热链球菌。该工程菌具有良好的消化道内稳定性和益生效果，主要表现为：内源性的透明质酸涂层增强了嗜热链球菌的自我保护能力，提升了其在肠道内的存活和定殖；工程嗜热链球菌由于自身具有生产透明质酸的能力，其在肠道定殖后仍能产生一定水平的透明质酸；基于良好的体内递送效果和持续的透明质酸生产，工程益生菌能够进一步提升肠道屏障和改善肠道菌群。本研究中所开发的合成生物学工具是高效且安全的，促进了工程化细菌在生物治疗领域的发展；本研究所构建的内源性透明质酸涂层，不仅能有效保护益生菌，而且进一步丰富了益生菌的功能，为高效率、多功能的口服益生菌递送提供了新的解决思路。

药学院、国家糖工程技术研究中心王凤山教授和生举正教授为该论文的通讯作者，博士研究生马东旭为第一作者，蒋文洁老师参与本工作。该项工作得到国家重点研发计划（2021YFC2103102）与山东省重大科技创新工程（2020CXGC010602）等项目的支持。近年来，王凤山教授团队聚焦于糖胺聚糖等糖链分子的生物合成、化学生物学及药物开发研究，取得一系列原创性成果，如：发现和改造了一系列糖胺聚糖合成与降解酶；酶法合成了一系列肝素、硫酸软骨素、透明质酸寡糖，并发现有些寡糖具有较好的生物活性；研究发现了低分子硫酸软骨素、硫酸乙酰肝素具有防治阿尔兹海默症作用及其机制等。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.2c11591