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“肠-脑轴”是肠道和大脑之间的信号交流系统，通过这一途径，肠道菌群可以影响远端大脑。因此，探索通过调节肠道菌群从而影响大脑功能的新工具具有重要意义。近期我国科学家开发了一种上转换光遗传微纳米系统，实现了通过递送和操控工程肠道菌来调控“肠-脑轴”。研究成果发表在《ACS Nano》期刊，标题为“Light-SensitiveLactococcus lactisfor Microbe–Gut–Brain Axis Regulating via Upconversion Optogenetic Micro-Nano System”。

科研人员利用合成生物学技术改造了三种光敏乳酸乳球菌（Lactococcus lactis），使其能在蓝光下分别产生γ-氨基丁酸(GABA)、粒细胞集落刺激因子(GCSF)、胰高血糖素样肽-1(GLP1)。随后科研人员制备了靶向小肠的水凝胶微珠，它能包裹工程乳酸乳球菌并将其精准递送至小肠。同时科研人员利用上转换光遗传技术构建了体内表达调控系统，它能够将小鼠腹腔外的近红外光转换为肠内局部蓝光，诱导光敏乳酸乳球菌表达下游产物。科研人员进一步在不同小鼠模型中验证了该系统对“肠-脑轴”的调控能力，结果表明口服分泌GABA、GCSF、GLP1的工程菌，分别能缓解小鼠的焦虑行为、缓解帕金森病症状和直接刺激迷走神经诱发脑内神经元兴奋。

这项研究构建了一个利用工程菌远程调节宿主大脑功能的上转换光遗传微纳米系统控制平台，为促进微生物疗法的临床应用提供了新线索。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c11536#

注：此研究成果摘自《ACS Nano》期刊，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。