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《國際要聞》基因工程腸道菌可望提供糖尿病治療新解
2022-08-10

※加州大學聖地牙哥分校透過基因改造的大腸桿菌株,有望提供糖尿病治療新解。(Photo credit: Thom Leach)

加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Diego)近日找出一種可經基因改造的大腸桿菌原生腸道菌株。在《Cell》期刊上發表的這項新研究中,該團隊表明,經過改造以傳遞特定基因的原生大腸桿菌,可以對小鼠產生長期的系統性影響,包括改善糖尿病的情形。

由於腸道微生物菌相(gut microbiome)會隨著時間影響人體健康,如新陳代謝和免疫力,因此科學家一直在嘗試植入基因工程細菌來治療慢性疾病。但是,腸道微生物群的穩定組成使得透過細菌的外來治療方法具挑戰性。

研究人員之一Amir Zarrinpar表示:「體內的細菌專門適應每個人的身體。因此,從宿主身上收集的細菌是作為治療方法的理想來源。」

該團隊直接從老鼠身上提取了大腸桿菌株,並改變該細菌以表現兩種不同基因,而非使用實驗室培養的細菌。第一個表現了達膽鹽水解酶(BSH),它可能會影響宿主的代謝。另一個則為IL-10,這是一種消炎劑,先前曾在臨床前結腸炎模型中用來當作益生菌。

透過餵食管,基因工程大腸桿菌在非無菌設施中持續存在於所有小鼠體內,而傳統透過實驗室培養的細菌則隨著時間而消失。

研究小組進一步評估了表現BSH的大腸桿菌。該團隊指出,BSH可以引發膽酸(bile acid)變化,這可能會影響多個代謝系統,包括血糖、脂肪、熱以及免疫力。

在確認該細菌能夠在小鼠腸道內穩定地表現BSH以影響膽酸之後,科學家表示,在接受混合膳食測試後,食用正常飼料並植入表現BSH細菌的小鼠降低了血糖和胰島素水平。研究小組說,這些結果表明小鼠的胰島素敏感性和血糖耐受性有所提高。

為了進一步評估修改後的細菌是否能治療疾病,研究員將它們用於第2型糖尿病和肥胖的小鼠模型。雖然這些細菌沒有減輕體重,但在一次治療後的三個多月裡,植入基因工程細菌的小鼠在胰島素敏感性方面較對照組有了明顯的改善。

這些發現似乎也有應用於人類上的潛力。研究人員從人的胃腸道活檢中分離出大腸桿菌,並成功地控制了所有10種菌株。研究人員表示,為確定基因工程細菌的自體轉移是否能在人類宿主內長期定植,以治療長期慢性病和遺傳性疾病,仍需進一步的研究。

(來源:Fierce Biotech 生策中心編譯)

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