近日，我校生物工程学院、生物反应器工程国家重点实验室叶邦策教授团队在工程活菌药物开发与应用研究领域取得重要进展。相关研究成果以“Empowering probiotics with high xanthine transport for effective hyperuricemia management”为题，发表于肠道微生物领域的高水平国际期刊Gut Microbes。
高尿酸血症是一种常见的嘌呤代谢障碍所致的慢性代谢性疾病，易引发痛风及慢性肾病等各种并发症，但目前治疗药物的作用靶点主要集中在肾脏，往往会导致严重的副作用。因此，亟需开发安全有效的预防和治疗新策略。痛风是因尿酸水平过高导致尿酸结晶沉积在关节内而引发的一种疾病，饮食中的嘌呤一经摄入，会通过肠道吸收，通过肝脏和肾脏代谢产生尿酸。因此，该研究利用益生菌中的嘌呤转运系统，将肠道中的嘌呤转运至益生菌胞内，并携带出体外，以此降低宿主对嘌呤的吸收，为有效防止高尿酸血症的发生提供了一个全新的策略。
研究团队首先通过理性设计对嘌呤转运蛋白进行正交定向进化，使其30分钟内可以吸收80%的嘌呤，之后经过元件工程化及底盘适配优化，获得一株名为YES301的工程活菌药，在高尿酸血症小鼠上进行效果测试后，可显著降低模型小鼠的血尿酸水平，同时减轻了疾病导致的小鼠肾脏损伤。更重要的是，YES301的疗效与临床药物别嘌呤醇相当且无明显副作用。
总之，这项研究通过降低肠道嘌呤水平达到预防和治疗高尿酸血症的目标，为工程活菌应用于高尿酸血症的防治提供了新思路，为众多痛风患者带来了新的预防和治疗策略。
工程活菌药物降低血尿酸水平示意图
我校博士后邹振平和硕士生李菊菱为论文的第一作者，叶邦策教授和周英教授为通讯作者，该研究得到了国家重点研发计划，国家自然科学基金重点项目以及博士后科学基金的支持。
论文链接：http://dx.doi.org/10.1080/19490976.2024.2399213