《自然》重磅：爆改益生菌，“智能胰岛”精准控糖，安全性超司美格鲁肽
近日，华东师范大学生命科学学院、上海尚思自然科学研究院叶海峰教授团队研发出一种能根据人体需要，自动释放GLP-1（降糖激素）的“聪明”益生菌GIFT，有望为糖尿病精准治疗提供新路径。8月12日深夜，相关研究成果发表于国际学术期刊《自然》。GIFT“感知-响应”系统示意图数据显示，全球糖尿病患者人数已
近日，华东师范大学生命科学学院、上海尚思自然科学研究院叶海峰教授团队研发出一种能根据人体需要，自动释放GLP-1（降糖激素）的“聪明”益生菌GIFT，有望为糖尿病精准治疗提供新路径。8月12日深夜，相关研究成果发表于国际学术期刊《自然》。
GIFT“感知-响应”系统示意图
数据显示，全球糖尿病患者人数已经超过5.3亿。对这类人群来说，长期注射或服药几乎是常态。但问题也很现实：传统给药方式很难跟着血糖的实时波动自动调整，用药不够精准时，还可能引发低血糖等风险。那么，能不能让药物像“会判断”一样，按人体实际需求自行调节？正是围绕这个关键问题，团队开创性地把合成生物学中的基因线路编程，与人体生理调控机制结合起来，进一步将益生菌改造成可口服的“智能细胞工厂”。
叶海峰介绍，GIFT的全称是“葡萄糖感知与功能性响应益生菌”。可以把它理解成一套高度集成的生物电路：其中的传感器负责实时捕捉肠道内的葡萄糖信号，再通过合成基因线路完成转导与处理，最终驱动分泌装置按需释放GLP-1。“这相当于给GIFT装上了一个能够感知葡萄糖变化的开关。”他进一步解释说，当肠道中的葡萄糖水平升高时，这个“开关”就会被激活，益生菌随即开始产生GLP-1；而随着葡萄糖水平逐步回落，“开关”又会自动关闭，停止产药——由此形成的反馈闭环系统，已经足以与人体胰岛的调节机制相媲美。
这种“见机行事”的益生菌真能发挥作用吗？在糖尿病小鼠实验中，连续30天口服GIFT后，小鼠的空腹血糖、糖耐量、胰岛素敏感性和糖化血红蛋白等指标均得到改善，肝脏脂肪变性、肾脏损伤和肠道炎症也有所缓解。非人灵长类动物实验中，糖尿病食蟹猴单次口服GIFT的降糖效果可持续3天；每3天给药一次、连续5周后，血糖保持稳定，未观察到炎症或毒性反应。
研究团队还将GIFT与司美格鲁肽进行了比较。司美格鲁肽组小鼠出现了过敏反应、甲状腺指标异常和胃肠道不适，与胰岛素联用时低血糖风险增加，而GIFT组未出现上述问题。研究人员认为，相比持续给药，GIFT“按需产药”的模式更接近人体胰岛的自然调节方式，从而减少持续给药可能带来的风险。
GIFT的战略价值不止于糖尿病。它的传感元件和治疗输出模块相互独立，未来可通过替换元件，形成一个模块化、可编程的活体药物开发框架，未来其应用有望拓展至肥胖、非酒精性脂肪肝等代谢疾病领域。
目前，团队成员孔德强博士已创立上海合生纪生物科技有限公司，依托华东师范大学的科研平台与人才优势，加速GIFT平台的产业化落地。
原标题：《《自然》重磅：爆改益生菌，“智能胰岛”精准控糖，安全性超司美格鲁肽》
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