Nanoarmored Probiotic for Inflammatory Bowel Disease Bacteriotherapy via a Dual-Targeting Host-Microbiota Reprogramming

炎症性肠病 益生菌 结肠炎 活性氧 促炎细胞因子 微生物学 肠道菌群 生物 脂多糖 转录组 炎症 重编程 乳酸菌 大肠杆菌 免疫学 氧化应激 超氧化物歧化酶 细菌 NF-κB 溶菌酶 肠粘膜 微生物群 癌症研究 免疫系统
作者
Limeng Dou,Tong Guo,Wanyu Jin,Yue Wang,Jin Huang,Cuihong Chen,Xiangmei Liu,Chaofeng Wang,Yufeng Zheng,Hanpeng Liu,Zhaoyang Li,Shengli Zhu,Hui Jiang,Zhenduo Cui,Kai Bao,Kaiwei Ma,Wei Qiao,Kwk Yeung,Shuilin Wu,Congyang Mao
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:20 (25): 18152-18171 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsnano.6c02436
摘要

Inflammatory bowel disease (IBD) involves oxidative stress, chronic inflammation, and gut microbiota dysbiosis, complicating therapeutic intervention. Herein, we engineer a robust living therapeutic platform via a biomimetic nanoarmoring strategy. A uniform FDA-approved calcium carbonate (CaCO 3 ) nanocoating is in situ mineralized on the surface of the probiotic Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) preassembled with the flavonoid luteolin (Lut), creating the nanocomposite EcN-Lut/CaCO 3 . This nanoarmoring strategy enhances bacterial viability under simulated gastrointestinal conditions (a 100-fold survival increase) and enables colon-specific delivery. The composite demonstrates potent reactive oxygen species scavenging (∼100%) and immunomodulatory capacity in vitro, downregulating pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6, IL-1β, IL-17A) while elevating anti-inflammatory IL-10. In a DSS-induced murine colitis model, EcN-Lut/CaCO 3 significantly attenuated disease severity, restoring colon length (a 57.30% recovery compared to healthy control), reducing the disease activity index by 72.73% relative to the DSS group, and improving histopathology. Transcriptomic analysis reveals dual regulation of host signaling pathways with activation of cAMP/cGMP-PKG metabolic cascades and suppression of IL-17/TNF inflammatory pathways. Concurrently, 16S rRNA sequencing shows that the nanoarmored platform effectively reverses dysbiosis, selectively enriching beneficial genera such as Lactobacillus and Muribaculaceae while suppressing proteobacterial pathobionts. This work presents a generalizable nanoarmoring strategy that transforms fragile probiotics into intelligent, multifunctional living therapeutics, offering a powerful approach for the targeted treatment of IBD and other complex inflammatory disorders.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xuxu213完成签到,获得积分20
2秒前
youngwan发布了新的文献求助30
3秒前
xuxu213发布了新的文献求助10
5秒前
10秒前
wodetaiyangLLL完成签到,获得积分10
12秒前
阿甘完成签到,获得积分10
18秒前
简爱完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
isedu完成签到,获得积分0
33秒前
hhhpass应助科研通管家采纳,获得10
33秒前
33秒前
祁乾完成签到 ,获得积分10
48秒前
画龙点睛完成签到 ,获得积分10
49秒前
sai完成签到,获得积分10
55秒前
英俊的铭应助ZHANG_采纳,获得10
56秒前
灬灬完成签到 ,获得积分10
59秒前
忐忑的访彤完成签到,获得积分10
59秒前
开心马里奥完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
多边形完成签到 ,获得积分10
1分钟前
猪猪hero发布了新的文献求助10
1分钟前
梦游菌完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Flowing完成签到,获得积分10
1分钟前
Bin_Liu发布了新的文献求助10
1分钟前
wwwwwnnnnn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
0323完成签到 ,获得积分10
1分钟前
kingfly2010完成签到,获得积分10
1分钟前
林黛玉倒拔垂杨柳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
见物思理完成签到 ,获得积分10
1分钟前
单纯的忆安完成签到 ,获得积分10
1分钟前
细心的雨竹完成签到,获得积分10
1分钟前
黑大侠完成签到 ,获得积分0
1分钟前
leilei完成签到,获得积分10
1分钟前
轻歌水越完成签到 ,获得积分10
1分钟前
amy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
动听的琴完成签到,获得积分10
1分钟前
小韩同学完成签到,获得积分10
1分钟前
成长crs完成签到 ,获得积分10
1分钟前
陈摸鱼完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
政治传播过程中的外交与说服——以中苏友好协会为例的历史考察 566
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7579355
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9158858
关于积分的说明 19593016
捐赠科研通 7162152
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3265687
关于科研通互助平台的介绍 2430687
邀请新用户注册赠送积分活动 2256461