从左上角开始：生物学家Bryan Hsu与免疫学家Liwu Li。左下角：Hsu实验室的博士生Zachary Baker和Li实验室的研究助理教授Yao Zhang。
数百种不同的微生物在你的肠道中生活、欢笑和繁衍。未来，其中一种可能会发挥新的功能：成为微小的内部药剂师。
一项于2月18日发表在《自然生物技术》上的新研究表明，如何指导肠道细菌在下消化道内生产并释放蛋白质——消除了将药物输送到该部位的主要障碍。
口服药物是最常见和实用的给药方式，但胃不会让太多物质完好无损地通过。这对食物中的病原体来说是好事，但对于针对肠道的疗法，它们通常会被失活并排出体外。
在一个前所未有的解决方案中，生物学家Bryan Hsu的团队改造了专门感染细菌的病毒——噬菌体（简称phage），以感染并重新编程细菌细胞，使其持续产生并释放基于蛋白质的药物。
与免疫学家Liwu Li合作，Hsu的研究团队证明这种方法可以用于治疗慢性疾病。
拥抱你内心的蜘蛛外星人
噬菌体是天然感染细菌的病毒。虽然噬菌体比细菌更难分类，因此了解较少，但我们知道它们如何攻击细菌。
噬菌体附着在细菌细胞上后，会注入自己的DNA并重新编程细胞，使其制造更多的噬菌体——这些噬菌体会导致细胞自毁。当细菌细胞最终屈服时，它会在裂解过程中爆炸，释放出大量新的噬菌体。数百万个这样的事件同时发生，可以在下肠道内产生持续供应的目标蛋白质。
尽管噬菌体的行为（和外观）像蜘蛛外星人，但它们是肠道微生物组团队的常规成员。事实上，正是它们的普遍性促使Hsu探索利用它们引入和递送治疗性蛋白质。
Hsu实验室的博士生Zachary Baker设计了一种特殊的噬菌体，它可以向细菌细胞注入额外的遗传物质。
除了制造大量新的噬菌体外，这些指令还会促使细胞产生一种伴随蛋白，这种蛋白可以用于下肠道内的靶向治疗。
工程化蛋白质减少了小鼠的炎症和肥胖
为了验证他们的技术，Baker和研究助理教授Yao Zhang成功地将这些工程化的噬菌体应用于解决小鼠两种不同疾病的症状：
- 减少炎症：通过释放一种抑制与炎症性肠病相关的酶的蛋白质。
- 减少肥胖：通过释放一种诱导饱腹感的蛋白质，使小鼠在高脂饮食（通常与西方饮食相关，常与肥胖风险增加有关）的情况下感到饱足。
凭借这些结果，Hsu的团队展示了新药物递送方法的概念验证。他们目前正在通过国家科学基金会I-Corps项目和Fralin商业化奖学金探索这一创新的商业潜力。
但是药物递送问题至少有两个部分。Hsu的下一个挑战是如何让药物从肠道吸收到全身循环。
“我们就像亚马逊。我们把东西送到了那里，把它放在门口，”Hsu说。“现在我们需要弄清楚如何按门铃。”
这项工作得到了美国国立普通医学科学研究所、美国国立过敏和传染病研究所和Lay Nam Chang Deana基金（由Virginia Tech科学学院颁发）的支持。
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