基于Escherichia coli Nissle 1917的活疗法平台,具有集成的菌体抵抗性和可编程的温度灵敏性
Miao-Miao Dong1, Yun-Xia Li1, Meng Xu1
1State Key Laboratory of Bioreactor Engineering, Newworld Institute of Biotechnology, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, PR China.
概括
将大肠杆菌尼斯尔1917 (EcN) 改造成一个多功能活体细菌疗法 (LBT) 平台. 这种优化的EcN增强了遗传稳定性,肠道存活率和慢性疾病的治疗效果.
科学领域:
- 合成生物学和微生物工程
- 胃肠病学和免疫学
- 生物技术和治疗
背景情况:
- 活体细菌疗法 (LBT) 对慢性疾病具有前景,但缺乏优化的微生物底盘.
- 大肠杆菌尼斯尔1917 (EcN) 是一个潜在的底盘,但需要工程增强的治疗应用.
- 挑战包括遗传稳定性,受控基因表达和体内持续性.
研究的目的:
- 为活体细菌疗法 (LBT) 设计一个多用途的Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) 平台.
- 优化EcN以实现精确的基因表达,稳定的遗传维护,增强肠道生存和生物控制.
- 在临床前的大肠炎模型中验证工程EcN的治疗潜力.
主要方法:
- 开发了一个构成性促进器工具箱,用于微调,无诱导器的异质基因表达.
- 将原生EcN等离子体 (pMUT1,pMUT2) 转化为模块化穿载体 (pMcol1,pMrsf2),用于无抗生素的遗传维护.
- 整合了一个基因组防御模块, 增强细菌的生存和一个温度敏感的杀死开关,
主要成果:
- 工程发起者库实现了50.5倍的表达范围.
- 重新使用的等离子体显示出与商业系统相比的高报告蛋白表达率 (74倍和130倍).
- 基因组整合增加了细菌生存率的2. 7倍,并在小鼠结肠炎模型中证明了治疗效果,减少了炎症.
结论:
- 设计的EcN平台为LBT开发提供了强大的底盘,解决了应变工程和临床转换的关键挑战.
- 优化的EcN表现出增强的遗传稳定性,肠道持久性和治疗功效,显示出治疗慢性炎症疾病的巨大潜力.
- 这种多功能平台非常适合为各种医疗应用开发下一代活细菌疗法.
