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  將活細菌穿上一件迷彩服，能顯著降低機體免疫系統清除的同時減少毒副作用，從而大幅度提高其在腫瘤部位的富集，有望為腫瘤的診斷、成像和治療提供新策略！近日，上海交通大學分子醫學研究院劉盡堯研究員課題組以“Camouflaging bacteria by wrapping with cell membranes”為題在《Nature Communications》報道該項工作！該論文被Nature Communications Editors'' Highlights評為特色文章（Feature Article），Editors'' Highlights每月評選少量最為激動人心的研究進展為Feature Article。

https://www.nature.com/collections/pkgztbmgly/content/alfredo-sansone

  微生物由于其特有的組織靶向能力、快速增殖以及容易基因編輯等特點，在生物醫學領域得到了廣泛關注。與病毒等相比，細菌在安全性方面具有更大優勢，被廣泛應用于生物檢測、活體成像和疾病診治等方面。然而，如何在保證安全性的同時提高體內的診斷、成像和治療效果依然面臨巨大挑戰，這是緣于療效和安全性之間的博弈。想要達到理想效果體內需要保有一定的菌量，但是大量細菌的引入又會引起機體炎癥反應以及免疫系統的快速清除。為解決該問題，劉盡堯研究員課題組將人體血細胞的細胞膜外衣脫下轉而穿著在細菌身上，提出一種細菌隱身的簡單策略。該方法能一舉兩得，使細菌能有效逃過機體免疫系統清除而提高體內保有量的同時，還能阻礙細菌毒素的釋放從而降低毒副作用。

圖一    通過物理擠出方法可將細胞膜簡單有效的包裹于各類形狀的細菌表面

  以益生菌Nissle 1917為例，穿上偽裝外衣后能顯著提高體內保有量，從而提供更多的時間和概率使其借助厭氧趨向能力進入腫瘤組織，比未偽裝的細菌提高46倍。作者通過細菌表達熒光素酶，實現了單次注射對腫瘤長達12天的精準成像。與小分子或納米成像試劑不同，Nissle 1917能選擇性的富集在腫瘤部位（>99.9%的細菌），而且可通過分裂增殖長時間停留在腫瘤組織內，達到腫瘤活體精準和長周期成像的效果。

圖二    偽裝細菌實現單次注射維持長達12天的活體腫瘤精準成像

  該論文是課題組建立以來完成并發表的第一項工作，以上海交通大學醫學院為唯一完成單位。該工作得到了國家青年QR項目、國家自然科學基金面上項目、上海市高峰高原計劃、上海市地方高水平大學建設專項經費、上海市青年科技揚帆計劃等的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11390-8

劉盡堯研究員簡介

  劉盡堯，國家青年QR，2013年博士畢業于上海交通大學（導師：中科院院士顏德岳教授），2013至2018年分別在杜克大學（導師：美國發明院院士Ashutosh Chilkoti教授）以及麻省理工學院（導師：美國三院院士Robert Langer教授）從事博士后研究。2018年4月全職加盟由中科院院士譚蔚泓教授領銜的上海交通大學醫學院分子醫學研究院，任研究員，博士生導師。研究興趣包括腸道菌群與疾病治療、生物界面與免疫調控、納米藥物與藥物遞送、腫瘤早期診斷與成像等。至今，在Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等期刊上發表論文30余篇，所發表論文SCI他引1400余次。相關工作被MIT News，Boston Herald等媒體報道。曾獲教育部博士學術新人獎、科學院盧嘉錫優秀研究生獎、上海市優秀博士論文等。關于更多我們的信息，請訪問課題組主頁www.liulab.org.cn。