文献解读| Nat. Commun.：利用FimH捕获微凝胶吸附AIEC菌以治疗炎症性肠病

2025年8月广州医科大学团队联合南开大学、天津大学等多家单位在《Nature Communications》（IF：15.7）发表了题为Fishing out AIEC with FimH capturing microgels for inflammatory bowel disease treatment 的研究文章。研究团队开发了负载有甘露寡糖（MOS）的多孔微凝胶，这种微凝胶可模拟肠道细胞的天然结合位点，微凝胶通过与FimH（一种用于细菌附着的细菌蛋白）相互作用，吸引具有黏附侵袭性的大肠杆菌（AIEC），从而防止AIEC在肠道内壁定植。这种未直接递送药物（这可能导致毒性或耐药性），而是提出了一种竞争性吸附策略，即利用微凝胶中FimH对甘露糖的特异性结合亲和力，选择性地捕获AIEC，并减少其对肠道上皮细胞的定植。通过降低AIEC的数量，同时保护有益微生物，这种方法有助于恢复肠道菌群平衡，并缓解IBD。

MOS微凝胶的制备、表征和特性

》》》MOS微凝胶的制备、表征和特性

作者采用基于双水相体系的策略制备负载MOS的多孔微凝胶（图1），通过调整致孔剂（PEO）与GelMA的体积比（例如，将GelMA与PEO的体积比从10:1调整为5:1和2:1），成功实现了对微凝胶孔隙率的可调控制。与传统微凝胶相比，多孔微凝胶具有更大的细菌吸附比表面积，且在体内的滞留时间更长。通过实验证明，MOS微凝胶具有良好的恢复能力和柔韧性，在胃内给药过程中能保持其球形形态，是理想的递送载体；在0-20%浓度范围内，未表现出显著的细胞毒性；同时，还具有良好的生物相容性和稳定性。

》》》MOS微凝胶通过与FimH结合阻断AIEC对肠上皮细胞的黏附

作者通过表面等离子体共振（SPR）实验评估了葡萄糖、甘露糖和MOS与FimH的结合亲和力，发现MOS对FimH的结合能力比甘露糖更强。进一步实验表明，负载MOS的微凝胶可特异性吸附野生型AIEC，而未负载MOS的微凝胶或ΔfimH突变株则无法被吸附。定量分析显示，MOS微凝胶对AIEC的吸附是通过MOS与FimH之间的相互作用介导的。

》》》MOS微凝胶体内实验验证

采用葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎模型进行体内实验验证。实验结果显示，MOS微凝胶治疗组小鼠的结肠长度较其他组长，且体重下降显著减少，疾病活动指数（DAI）显著降低，其治疗效果与FimH抑制剂M4284相当。此外，MOS微凝胶治疗有助于维持结肠上皮的完整性，减少黏膜促炎细胞的浸润，并显著下调促炎基因（IL-6、IL-1β、TNF-α）的表达。

》》》微凝胶对肠道微生物组的调节作用

作者通过对小鼠粪便细菌DNA中的16S rRNA进行高通量基因测序分析，发现MOS微凝胶治疗可显著增加双歧杆菌科的相对丰度，降低肠杆菌科的相对丰度，从而缓解DSS诱导的结肠炎中的炎症反应。