中国团队Nature子刊：工程菌+光电胶囊+手机，实现肠道疾病"监测-治疗"闭环
时间：2025-07-29
来源：热心肠研究院
作者：热心肠小伙伴们
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Nature Microbiology
[IF:19.4]
Ingestible optoelectronic capsules enable bidirectional communication with engineered microbes for controllable therapeutic interventions
主要作者： Xinyu Zhang，Zhijie Feng，Hongxiang Li，Haoyan Yang，杜涛峰
，刘夺，王汉杰Article10.1038/s41564-025-02057-w2025-07-28研究对象与方法：可吞咽光电胶囊与工程菌构建双向信号链。研究结合光遗传工程大肠杆菌Nissle 1917、可吞咽光电胶囊及智能手机，建立生物-光学-电子信号处理链，实现肠道微生物的实时监测与可控干预。核心发现与成果：成功实现肠道炎症标志物检测与抗炎治疗的闭环控制。工程菌检测一氧化氮（NO）生成生物发光信号用于诊断结肠炎，光电胶囊将信号无线传输至手机；手机指令激活胶囊LED光，驱动工程菌分泌抗TNF纳米抗体，有效缓解猪模型炎症。诊断功能验证：工程菌EcN-NO-Lux检测NO的生物发光信号经光电胶囊转化为电信号，可动态监测肠道炎症，灵敏度优于传统血清/粪便标志物，实现早于常规方法3天的炎症诊断。治疗功能验证：LED光激活工程菌EcN-Opto-NbTNF分泌抗炎纳米抗体，显著降低TNF、IL-6等炎症因子，治疗组肠道组织病理损伤较对照组减少40%-60%，验证光学调控治疗有效性。技术优势与创新：突破传统体内微生物调控局限，光电胶囊在猪肠道持续工作36小时，无线传输距离达70mm，实现深部肠道信号采集与精准光调控，支持多点监测与重复干预。应用潜力拓展：构建生物技术-信息技术（BT-IT）融合平台，未来可扩展至多信号传感与多模式干预，结合人工智能与云端分析，推动个性化数字医疗与肠道微生物智能调控。AI解读仅供参考
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