慢性腎臟?。–KD）
慢性腎臟病（CKD）是一種發(fā)病率高、預(yù)后差、并發(fā)癥復(fù)雜的重大慢性疾病，已經(jīng)成為危害全球公眾健康的重大公共衛(wèi)生問題。慢性腎臟?。–KD）是指腎臟結(jié)構(gòu)或功能異常，病程在三個(gè)月以上，腎功能在幾個(gè)月甚至幾年之內(nèi)緩慢衰竭的一種腎臟疾病。慢性腎臟疾病在世界范圍內(nèi)發(fā)病率較高。伴隨著慢性腎病的發(fā)展，往往伴隨著腸道菌群及其代謝物代謝紊亂、腸道屏障功能受損等現(xiàn)象。
慢性腎臟病進(jìn)程示意圖 來源：BNUZ-China團(tuán)隊(duì)
之前研究表明，硫酸吲哚酚（IS）是促進(jìn)CKD進(jìn)展的關(guān)鍵性尿毒素，食物中的色氨酸首先在腸道大腸桿菌作用下轉(zhuǎn)化為吲哚，吲哚進(jìn)入宿主細(xì)胞后在肝臟細(xì)胞轉(zhuǎn)化為IS，隨著循環(huán)系統(tǒng)到達(dá)腎臟產(chǎn)生腎毒性，從而導(dǎo)致CKD。因此，腸道菌群菌落結(jié)構(gòu)及其代謝紊亂、腸道屏障功能受損等是導(dǎo)致慢性腎臟病發(fā)展的可能原因。
為解決CKD帶來的困擾，BNUZ-China團(tuán)隊(duì)以大腸桿菌Nissle 1917為基盤生物，開發(fā)了一種新型腸道定殖工程菌。此工程菌將原大腸桿菌代謝色氨酸產(chǎn)生吲哚的基因TnaA敲除，并過表達(dá)工程菌葡萄糖脫氫酶增強(qiáng)其競爭力，達(dá)到替代腸道內(nèi)大腸桿菌的目的，從而從源頭消除IS的產(chǎn)生。
改善腸道環(huán)境治療慢性腎臟病項(xiàng)目示意圖 來源：BNUZ-China團(tuán)隊(duì)
與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還在工程菌內(nèi)表達(dá)了催化色氨酸產(chǎn)生吲哚丙酸的基因簇，吲哚丙酸可以達(dá)到增強(qiáng)腸粘膜屏障作用。另外，工程菌還將過表達(dá)β-半乳糖苷酶催化乳糖形成低聚半乳糖來促進(jìn)其他益生菌的增長。通過上述手段，將從源頭上消除腸源尿毒素硫酸吲哚酚、同時(shí)促進(jìn)腸道益生菌增殖、修復(fù)腸粘膜屏障，最終達(dá)到治療慢性腎臟病的目的。
項(xiàng)目簡介視頻
BNU-China團(tuán)隊(duì)不僅在“生物+”大會(huì)上獲得金獎(jiǎng)，隨后在國際基因工程機(jī)器大賽（iGEM）中也斬獲金牌，并獲得最佳包容性獎(jiǎng)提名。
近年來，隨著腸道菌群在疾病中的作用被逐漸發(fā)現(xiàn)，靶向腸道菌群中的代謝通路，調(diào)控腸道菌群-宿主共代謝產(chǎn)物的生物合成，已經(jīng)成為干預(yù)宿主疾病的新策略。相信在不久的未來，BNUZ-China團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目也將會(huì)有好的應(yīng)用前景，對于干預(yù)慢性腎臟病進(jìn)展提供重要的科學(xué)價(jià)值。
