济宁医学院 大学生创新创业训练计划管理系统

济宁医学院 创新创业管理系统

详情

基于合成生物学的细菌外囊泡表达IL-23R拮抗剂微蛋白治疗炎症性肠病的研究

申报人：李浩睿 申报日期：2025-03-20

基本情况

2025创新项目
基于合成生物学的细菌外囊泡表达IL-23R拮抗剂微蛋白治疗炎症性肠病的研究 学生申报
创新训练项目
医学
基础医学类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
炎症性肠病（IBD）是一类病因未明的肠道慢性炎症性疾病，给患者的生活和精神带来了极大的负担，因此有“不死的癌症”“绿色癌症”之称。IBD的传统治疗药物只起到缓解临床症状的作用，无法阻止疾病恶化，临床疗效不佳。生物制剂的出现为IBD的治疗指明了新的方向。在治疗IBD过程中，这些生物制剂仍然存在失应答率较高以及安全性的问题。因此，亟待开发治疗IBD的新型作用机制的药物。基于合成生物学的细菌外膜囊泡治疗策略具有更高的安全性和有效性。IL-23受体 (IL23R) 是炎症性肠病易感位点。为此，前期通过合成生物学构建一种细菌胞外膜囊泡靶向输送IL-23R拮抗剂的微蛋白，并通过一种口服型纳米涂层包裹保护，实现口服治疗IBD的创新方法。本项目拟解决传统生物制剂靶向性低、稳定性差等缺陷，为IBD提供一种新的有效的治疗策略。
1.团队负责人发表SCI一篇。
2.团队负责人作为核心成员获批2024年大学生创新创业训练计划项目，国家级重点项目立项，项目名称为《3D打印的双相支架复合间充质干细胞修复骨软骨损伤的研究》。
3.作为主要成员参加第十四届挑战杯获得院级二等奖。
4.作为负责人参加的十九届挑战杯获得院级一等奖。
项目指导为博士，硕士研究生导师，博士后合作导师，参与国家自然科学基金3项，曾主持主持广东省自然科学基金2项，主持深圳市科创委基金1项，主要从事工程化外泌体药物研发，炎症性肠病发生及发展机制研究，目前以第一作者及通讯作者发表SCI论文80余篇，其中IF>10分17篇，多篇论文在Journal of Nanobiotechnology，Journal of Translational Medicine，Journal of Materials Chemistry B，International Journal of Nanomedicine，Bioengineering & Translational Medicine等杂志发表
目前主持和参与项目如下
(1) 山东省卫生健康委员，山东省医药卫生科技项目-面上项目, 项目编号202303091236，儿童孤独症谱系障碍的脑源性外泌体组学生物标志物的研究，2024.01-2025-12, 8万元；
(2) 济宁市关节与运动康复工程重点实验室，济科字【2024】17号， 2024年8月至2026年7月；
(3)济宁市重点研发计划，2024YXNS131，临床医学研究类，工程化细胞外囊泡靶向递送mRNA 治疗骨关节炎的研究，2025年1月—2026年12月；
(4) 山东省卫生健康委员，山东省医药卫生科技项目-面上项目，项目编号：202304071374，基于工程化细胞外泌体的软骨再生治疗骨性关节炎的研究，2024.01-2025-12，在研；
(5) 济宁医学院2023年创新创业工作坊：“医美星光”仿生皮肤研发工作坊, 2023-2026；
(6) 山东省教育厅, 山东省研究生教育教学改革研究面上项目, SDYJSJGC2023096, 临床医学专业学位研究生科研创新能力培养体系的重构与实践, 2024-01-2025-12。
1. 指导学生确定研究选题。
2. 指导学生实验方案设计，指导相关实验操作。
3. 指导学生申报书格式修改。
4. 指导学生论文修改与写作。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
李浩睿 康复医学院 康复治疗学（本科） 2023 完成本项目所需的原核表达质粒构建
张俊泽 康复医学院 康复治疗学（本科） 2023 检测小鼠炎症指标
张庆璐 康复医学院 康复治疗学（本科） 2023 建立DSS诱导的急慢性肠炎小鼠模型
唐文强 康复医学院 康复治疗学（本科） 2023 实验数据整理与分析
毛争程 康复医学院 康复治疗学（本科） 2023 制备海藻酸钠水凝胶微胶囊
丛君容 康复医学院 康复治疗学（本科） 2023 构建细菌外囊泡纳米药物载体

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
梁宇杰 康复医学院 否
刘金美 康复医学院 否

立项依据

炎症性肠病（IBD）包含溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）是一种以结直肠慢性炎症为特征的进行性和致残性疾病，并可能导致急性危及生命的并发症。由于IBD病情反复、需要长期维持用药、病程迁延不愈、缺乏特异性治疗手段，严重影响了患者的生活质量，对患者家庭和社会造成沉重的经济负担。IBD现有治疗药物包括5-氨基水杨酸类、糖皮质激素、免疫抑制剂及生物制剂等只起到缓解临床症状的作用，无法阻止疾病恶化，临床疗效不佳，常引起病情反复，最终导致外科手术率上升等问题。生物制剂的出现为IBD的治疗指明了新的方向。近十年间，应用于IBD的单克隆抗体主要是肿瘤坏死因子(TNF)。尽管TNF抑制剂具有革命性的意义，但在临床试验和实践中存在应答失效以及安全性的问题。因此，探索IBD新的治疗靶点和新的治疗药物刻不容缓。
IL-23受体 (由IL23R编码) 是炎症性肠病易感位点，针对IL-12/IL-23的生物制剂有望为炎症性肠病的治疗提供新策略。作为免疫原性较低、成本较低的替代品，一些口服和局部蛋白质、肽和小分子正在开发中，可以替代系统性给药的抗体。因此，本项目前期通过合成生物学构建一种细菌胞外膜囊泡靶向输送IL-23R拮抗剂的微蛋白。为实现口服 口服给药后增加对消化道中胃液和肠液的抵抗性，本项目利用纳米涂层的包裹的细菌外囊泡通过屏蔽作用保护IL-23R拮抗剂的微蛋白活性。本研究致力于开发口服型纳米涂层包裹纳米涂层包裹细菌外膜囊泡靶向递送微型蛋白治疗炎症性肠病这一创新疗法。
主要目的包括：通过动物实验全面评估该疗法对IBD的治疗效果，检测其在缓解肠道炎症、改善肠道组织病理变化、调节肠道免疫及微生物群落的作用；深入对比该疗法与传统治疗方法，明确其在降低副作用发生率、提高药物靶向性和生物利用度等方面的优势；期望通过本研究，为IBD临床治疗开辟新的有效途径，推动IBD治疗领域的发展，为患者提供更安全、有效的治疗选择，切实改善患者生活质量。
本研究致力于研发针对炎症性肠病（IBD）的创新疗法，利用海藻酸的耐酸性，通过海藻酸基包覆层保护细菌外膜囊泡免受胃部环境影响进而到达肠道，该包覆层会发生分解以释放出细菌外膜囊泡和其展示的活性蛋白因子，利用细菌外膜囊泡表面展示的CD98纳米抗体靶向肠道炎症区域同时表达递送微蛋白拮抗剂（IL-23R）进行治疗炎症性肠病 。
2.1 利用合成生物学构建具有良好的肠道炎症组织靶向的细菌外膜囊泡纳米药物载体
在肠道炎症（如炎症性肠病（IBD））和各种癌症中，跨膜糖蛋白 CD98（由 SLC3A2 编码）的表达会增加，本项目充分利用细菌外膜囊泡表面展示CD98纳米抗体（CD98NB）以靶向肠道炎症区域。
2.2肠炎症组织靶向的细菌外膜囊泡表达IL-23R拮抗剂的微蛋白
IL23R是炎症性肠病治疗靶点。靶向IL-23R微蛋白作为新型拮抗剂，具有抗体样结构、亚皮摩尔级别的亲和力，且具有极强的稳定性，在体外和体内实验中，该迷你蛋白显示出对结肠炎优异的治疗效果。为实现靶向肠炎症组织区域的递送，将通过合成生物学将CD98纳米抗体（CD98NB）与IL-23R拮抗剂的微蛋白融合表达在细胞外囊泡表面。在本项目中，我们团队已构建了 pET28a 表达载体携带目标基因（CD98NB 和IL-23R）。通过 ClyA插件与展示技术，将IL-23R和CD98NB融合至ClyA外膜蛋白，实现目标蛋白在细菌外囊泡表面的展示（图1）。
                                                 summernote-img
图1：工程化改造细菌外膜囊泡表达IL-23R微蛋白拮抗剂的纳米递送体系。

2.3 合成细菌外膜囊泡联合纳米涂层包覆策略治疗炎症性肠病
本项目提出了一种简单且安全的合成细菌外膜囊泡联合纳米涂层包覆策略，即通过可对胃肠道微环境响应的海藻酸钠纳米涂层包覆细菌外膜囊泡和负载IL-23R拮抗剂的微蛋白 ，达到口服靶向治疗炎症性肠道疾病的目的（图2）。通过考察涂层包覆的工程化细菌外膜囊泡在不同pH培养基、模拟胃液和模拟肠液中的生长增殖和微蛋白拮抗剂的释放情况，以及小鼠胃肠道活体荧光成像，验证海藻酸钠涂层是否可以保护益合成细菌外膜囊泡的免受恶劣胃部环境的破坏，在到达肠道后分解并释放微蛋白拮抗剂的药物。通过动物炎症性肠炎模型检测纳米涂层包覆合成细菌外膜囊泡治疗炎症性肠病效果。主要观察肠炎指标、肠屏障指标和菌群及其代谢物。如观察小鼠的体重变化、粪便性状以及直肠出血情况，以评估疾病活动指数；实验终点结肠长度、结肠大体改变、结肠病理、血清炎症因子、结肠组织石蜡包埋HE染色；FITC-dextran肠通透性检测，IF、WB和PCR检测紧密连接蛋白表达情况，电镜观察紧密连接超微结构；生化仪检测小鼠肝肾功，并取主要脏器行石蜡包埋HE染色，观察是否存在脏器损害评估治疗安全性。
                                                         summernote-img
图2：口服型纳米涂层包裹细菌外膜囊泡，实现微型蛋白的靶向递送治疗IBD。


3.1 IBD新型生物制剂的开发现状
《Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology》上发表的年度综述，回顾了一段时间内的IBD治疗药物的临床试验结果，包括IL-23p19抗体、JAK抑制剂、口服整合素α4抑制剂等。IL-23p19抗体在临床试验中可安全有效地诱导并维持中重度活动性克罗恩病的缓解；JAK抑制剂在中重度活动性溃疡性结肠炎中展现出了疗效；口服整合素α4抑制剂在中轻度活动性溃疡性结肠炎中可作为有效的诱导疗法，并已在日本获批；头对头试验显示，adalimumab与ustekinumab在中重度活动性克罗恩病中的疗效相似。
白细胞介素IL-23是自身炎症性疾病中经过充分验证的治疗靶点。刘占举等人研究的确定了IL-23在炎症性肠病和结肠炎等相关结肠癌的发病机理中的关键作用。研究发现，IL-23及其受体在IBD患者炎症肠黏膜组织中表达升高，IL-23可诱导IBD患者淋巴细胞分泌高水平的炎性介质，提示IL-23参与了肠黏膜炎症损伤，阻断IL-23生物学效应，可能治疗IBD。在IBD患者的各种小鼠模型中，已经观察到巨噬细胞、树突状细胞或粒细胞的IL-23产生增加，该研究为此项目提供了治疗思路支持。靶向 IL-23 的抗体已显示出临床疗效，但由于需要肠外给药，因此受到高成本、安全风险、缺乏持续疗效以及患者便利性差的限制。Stephanie Berger等人提出了抑制IL-23R的设计微型蛋白，这些微蛋白具有类似抗体的、低皮摩尔亲和力，分子大小很小。微型结合剂可在体外有效阻断细胞信号传导 ，并且非常稳定，可实现口服给药和低成本生产。口服 IL-23R 微型拮抗蛋白在小鼠结肠炎中显示出优于临床抗 IL-23 抗体的疗效，并且在大鼠中具有良好的药代动力学（PK） 和生物分布特征。该研究表明，口服的微型拮抗蛋白剂可以通过肠道上皮屏障达到治疗靶点。微型拮抗蛋白剂具有高效性、肠道稳定性和简单的可制造性，是一种很有前途的口服生物制剂模式。
3.2 IBD靶向药物递送的开发现状
Hang Thi Thu Nguyen等人提出了CD98（编码基因为SLC3A2）在IBD中表达增加，通过在小鼠模型中特异性地增加或减少肠道上皮细胞（IECs）中CD98的表达，探索CD98在肠道稳态、炎症和结肠炎相关肿瘤发生中的作用。结果显示，IECs中CD98的过表达会导致肠道稳态缺陷，增强炎症反应，并促进小鼠炎症的发生。进一步分析表明，IECs中CD98过量表达和促炎介质产生有关。Itoh, K等人利用噬菌体展示系统克隆了针对CD98蛋白的单克隆抗体HBJ127的Fab基因，并将其表达为重组Fab（rFab）片段，rFab片段能够与不同组织来源的CD98阳性细胞表面的CD98蛋白反应，作为CD98抗体参与项目研究。
3.3 细菌外囊泡药物递送平台开发现状
京都大学医学院微生物学系针对ClyA的当前的研究内容进行了综述，描述了目前关于ClyA的研究现状，包括编码基因的流行及其转录调控，蛋白质的分泌途径和蛋白质组装机制，并重点介绍了ClyA在生物技术中的潜在应用。ClyA是由omv分泌的，因此是一个很好的融合支架，用于将外源蛋白或抗原递送到omv，然后将其呈现在释放的omv表面。可借用该思路产生融合蛋白ClyA－CD98抗体。王世杰等人的研究发现ClyA可以作为引导序列，将C-端融合的外源蛋白质定位在菌体及其所分泌的外膜囊泡（OMVs）外膜上。这种特性使得ClyA可在OMV表面产生相应的融合蛋白。 ClyA单体由两个结构域组成：一个由五个α-螺旋组成的尾部结构域，以及一个带有小β-发夹（β-舌）的头部结构域，两侧各有两短α-螺旋。分子分析表明，N-和C-末端区域以及部分疏水序列在ClyA转运至周质的过程中非常重要，为后续融合蛋白的设计提供了研究基础。体外实验表明，上皮细胞对ClyA诱导的细胞溶解完全抵抗，避免对人体小肠上皮细胞造成影响。Zhang S, Langer R, Traverso G综述了纳米靶向炎症的炎症性肠病治疗药物递送系统，其中提到利用微生物靶向递送药物，总结了现已开发出的基因工程益生菌细菌，可将目的基因导入细菌的质粒中，以在结肠中占据一个特定的生态位，在那里它们生长并随后分泌生物活性蛋白，以产生期望的药理反应，由于益生菌的生物相容性，经过处理后可将其作为药物靶向治疗IBD。
3.4口服海藻酸钠纳米涂层包覆药物实现治疗肠道疾病的可行性
近年来口服给药系统的构建为IBD的治疗提供了新思路,口服给药具有方便简单,生物安全性好及患者顺从度高等优势。在众多天然口服药物载体材料中,海藻酸钠作为一种天然性多糖,具备无毒、生物相容性好及可生物降解等优势,能响应体内胃肠环境的p H变化发生溶胀将药物输送到小肠。华侨大学化工学院对海藻酸钠的离子交换性、pH敏感性、凝胶特性等性质和微囊制备过程的影响因素进行了总结。论述了海藻酸钠微囊在药物方面的应用。中国医学科学院北京协和医学院医学生物学研究所提出海藻酸钠微囊技术已成功应用于生物医药领域。它们被广泛用于包裹细胞、药物等。海藻酸钠微胶囊可以提供保护，防止蛋白质在通过胃肠道时失活，并且可以通过添加益生元、共混纳米材料或涂层成膜材料来增强其性能。多项研究表明水凝胶作为递药载体具有较良好的热稳定性，通过靶向延迟释药，提高靶向定位性能，可以改善肠道内微环境、促进炎症加速修复，达到治疗IBD的作用，目前水凝胶在IBD中的研究仍然有巨大的发挥空间，继续深入材料制备研究，积极开展相关实验将有望为临床治疗IBD开辟新途径，具有很好的应用前景。朱静等人总结了目前水凝胶及其相关衍生材料在炎症性肠病中的治疗作用最新研究进展，叙述的水凝胶负载干细胞、益生菌、蛋白、药物、生长因子以及生物活性玻璃，在基础研究方面已取得了相应的成效，为IBD的治疗提供了新方向和新思路。但如何利用水凝胶材料的特性与优势来制备更精准、更安全、更有效的递送系统将会是未来水凝胶材料应用于IBD的研究重点。
总而言之，国内外关于海藻酸钠微胶囊、IL-23、CD98作为IBD靶点、ClyA作为引导序列等研究已经取得了一定的成果。然而，尽管已有这些研究成果，依然存在许多不足之处。海藻酸钠水凝胶微胶囊的制备工艺和优化、靶向递送的精准性以及长期疗效和安全性等方面仍需进一步深入研究。因此，我们的研究将进一步优化海藻酸钠水凝胶微胶囊的制备工艺，提升药物靶向递送的精准性和治疗效果。同时，我们也将在动物模型中验证其在炎症性肠病治疗中的长期疗效和安全性。通过这些研究，我们期望为炎症性肠病的治疗提供一种更加有效、安全的治疗方法。 
4.1 建立一种治疗炎症性肠病的可编程口服纳米微胶囊：
项目利用海藻酸钠水凝胶微胶囊可以避免药物在通过胃部的时候被分解，可以弥补治疗IBD药物口服吸收性差和稳定性差的缺点。海藻酸钠微胶囊可以对药物提供保护，防止蛋白质在通过胃肠道时失活，并且可以通过添加益生元、共混纳米材料或涂层成膜材料来增强其性能，提高药物的稳定性。
4.2 形成肠道炎症组织靶向递送给药体系：
肠道上皮细胞（IECs）中CD98的过表达会导致肠道稳态缺陷，增强炎症反应，并促进小鼠炎症的发生，可以利用针对CD98蛋白的单克隆抗体HBJ127的Fab基因，将其表达为重组Fab（rFab）片段，作为CD98抗体参与项目研究，该物质不仅只会与不同组织来源的CD98阳性细胞表面的CD98蛋白反应，而且不影响其他细胞，可以保证生物安全性。
4.3 利用细菌外膜囊泡递送微型拮抗蛋白：
本项目利用细菌外膜囊泡的膜蛋白ClyA作为展示工具，通过合成生物学手段创新性合成生物学应用。通过合成生物学的方法，创造性地设计并构建了一种集炎症肠道组织靶向与抑制Il-23炎症能力于一体的细菌外膜囊泡（OMVs）。这种囊泡不仅展示了其在生物医学工程领域的巨大潜力，还为IBD的治疗提供了一种全新的、高效且安全的策略。
 
5.1 本项目的技术路线
summernote-img
图3：动物实验技术路线。

5.2 拟解决的问题
①是否可以利用海藻酸高分子天然物作为纳米涂层，保护细菌外膜囊泡免受胃部恶劣环境的影响。到达肠道后，包覆层分解，释放出活性蛋白因子。这一技术突破将为IBD的治疗提供一种全新的药物递送方式。
②项目是否可以实现CD98纳米抗体引导的OMVs精准靶向肠道炎症组织。通过这一技术，药物能够更集中地作用于病变部位，提高治疗效率，同时减少对正常组织的影响。

5.3 预期成果
①通过合成生物学技术，将IL - 23R微蛋白拮抗剂与细菌外膜囊泡的外膜支架蛋白溶细胞素ClyA融合，使OMVs同时展示CD98 纳米抗体和IL - 23微蛋白拮抗剂，促进肠炎组织靶向递送和抑制炎症的双重功能。
②开发一种口服型纳米涂层包裹细菌外膜囊泡（OMVs）递送系统。能够有效包裹OMV-IL-23R微蛋白拮抗剂，实现口服制剂在胃肠道内的稳定释放和吸收行为,对炎症性肠病（IBD）病变部位的精准靶向递送，减轻IBD的炎症反应，促进IBD肠道黏膜屏障功能的恢复。
③在项目进行期间，发表的高质量论文1-2篇，并参加相关学术会议1-2人次/年，与同行进行学术交流。


年度 重要研究工作
2026.01-2026.12
完成本项目所需的原核表达质粒构建，开展原核表达，细菌外囊泡（OMV）的提取与鉴定，以及活性测试；
2027.01-2027.12
构建基于微球递送系统，合成OMV-海藻酸钠微球，对其物理化学和生物力学性质进行表征；
体外细胞模型和模拟胃肠液环境中探讨OMV-海藻酸钠微球的靶向性和稳定性；
2028.01-2028.12
建立DSS诱导的急慢性肠炎小鼠模型，开展肠屏障功能、表达量、免疫细胞与炎症因子分析检测和分析；
实验数据整理，撰写论文和项目结题。


1.与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
项目指导老师于2020年博士毕业于香港中文大学(全球排名TOP43)，获深圳市海外高层次人才，2023年作为高层次人才全职引进到济宁医学院，担任特聘教授、实验室主任。申请人针对骨性关节炎关节腔内药物注射及生物制剂治疗的难点，长期开展基于细胞外囊泡的核酸药物及小分子药物递送系统靶向治疗炎症性疾病的研究，首次建立工程化外泌体靶向治疗递送体系，获A轮融资2500万元，开拓关节腔内药物递送体系的临床价值。申请人目前主持4项省市级课题及学校高层次人才启动基金，主持项目总经费190万元，参与10余项国自然、国家重点研发计划和香港科技研发项目。以第一作者或通信作者在 Journal of Controlled Release，Biomaterials，Theranostics，Molecular Therapy等高水平期刊发表 SCI 收录论文140余篇，累积影响因子480.74，中科院一区15篇，7篇入选ESI全球Top 1%高被引论文，4篇封面文章，论文被引用3,426次，H-因子30，获3项中国专利授权。申报人入选2023年度及2024年度“全球前2%顶尖科学家榜单”，担任多个期刊青年编委和特邀审稿人。
项目申请团队导师组在炎症性肠炎方向的工作：
(1)Ningning Yue #, Hailan Zhao #, Peng Hu #, Yuan Zhang, Chengmei Tian, Chen Kong, Zhiliang Mai, Longbin Huang, Qianjun Luo, Daoru Wei, Ruiyue Shi, Shaohui Tang, Yuqiang Nie, Yujie Liang*, Jun Yao*, Lisheng Wang*, Defeng Li*. Real-world of Limosilactobacillus reuteri in mitigation of acute experimental colitis. J Nanobiotechnology. 2025 Jan 31;23(1):65. (中科院一区/JCRQ1/影响因子10.2, 共通讯作者).
(2)Zeng B, Li Y, Khan N, Su A, Yang Y, Mi P, Jiang B, Liang Y, Duan L. Yin-Yang: two sides of extracellular vesicles in inflammatory diseases. J Nanobiotechnology. 2024 Aug 27;22(1):514. (共通讯作者，中科院一区).
(3)Ning-Ning Yue, Hao-Ming Xu, Jing Xu, Min-Zheng Zhu, Yuan Zhang, Cheng-Mei Tian, Yu-Qiang Nie, Jun Yao，Yu-Jie Liang*, De-Feng Li*, Li-Sheng Wang*. Therapeutic potential of gene therapy for gastrointestinal diseases: Advancements and future perspectives. Mol Ther Oncolytics. 2023;30:193-215. (共通讯作者).
(4)Qisong Liu#*, Defeng Li#, Xiaohua Pan*, Yujie Liang*. Targeted Therapy Using Engineered Extracellular Vesicles: Principles and Strategies for Membrane Modification. J nanobiotechnology.2023;21(1):334. (中科院一区/JCRQ1/影响因子10.2, 通讯作者).
(5)Min-zheng Zhu#, Hao-ming Xu#, Yu-jie Liang#, Jing Xu, Ning-ning Yue, Yuan Zhang, Cheng-mei Tian, Jun Yao, Li-sheng Wang, Yu-qiang Nie, De-feng Li. Edible exosome-like nanoparticles from Portulaca oleracea L prevent DSS-induced colitis via the promotion of double-positive CD4 + CD8 + T cells. Journal of Nanobiotechnology.2023; 21(1):309.(共同第一作者；中科院一区/JCRQ1/影响因子10.2, 通讯作者).
(6)Ning-ning Yue, Hao-ming Xu, Jing Xu, Min-zheng Zhu, Yuan Zhang, Cheng-Mei Tian, Yu-qiang Nie, Jun Yao, Yu-jie Liang*, De-feng Li*,Li-sheng Wang*.Application of Nanoparticles in the Diagnosis of Gastrointestinal Diseases: A Complete Future Perspective. International Journal of Nanomedicine.2023, 18:4143-4170. (中科院二区/JCRQ1，IF8.0, 共同通讯作者).
(7)Min-zheng Zhu, Mei-feng Yang, Yang Song, Hao-ming Xu, Jing Xu, Ning-ning Yue, Yuan Zhang, Cheng-mei Tian, Rui-yue Shi, Yu-jie Liang*, Jun Yao*, Li-sheng Wang*, Yu-qiang Nie*, De-feng Li*. Exploring the efficacy of herbal medicinal products as oral therapy for inflammatory bowel disease. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2023, 165, 115266. (影响因子7.419 /中科院二区/JCRQ1，共同通讯作者)
(8)Cheng-Mei Tian, Mei-Feng Yang, Hao-Ming Xu, Min-Zheng Zhu, Ning-Ning Yue, Yuan Zhang, Rui-Yue Shi*, Jun Yao*, Li-Sheng Wang*, Yu-Jie Liang*, De-Feng Li*. Stem cell-derived intestinal organoids: a novel modality for IBD. Cell Death Discovery 2023;9(1):255. （中科院二区、JCRQ2，IF7.109, 共通讯作者）
(9)De-Feng Li, Qi Tang, Mei-Feng Yang, Hao-Ming Xu, Min-Zheng Zhu, Yuan Zhang, Cheng-Mei Tian, Yu-Qiang Nie, Jian-Yao Wang, Yu-jie Liang*, Li-Sheng Wang, Jun Yao. Plant-derived exosomal nanoparticles: potential therapeutic for inflammatory bowel disease. Nanoscale Adv. 2023;5(14):3575-3588.  （中科院二区、JCRQ2，IF 5.598, 共通讯作者）
(10)Cheng-Mei Tian, Yuan Zhang, Mei-Feng Yang, Hao-Ming Xu, Min-Zheng Zhu, Jun Yao, Li-Sheng Wang, Yu-jie Liang*, De-Feng Li*. Stem Cell Therapy in Inflammatory Bowel Disease: A Review of Achievements and Challenges. J Inflamm Res. 2023;16:2089-2119. （共同通讯作者)
(11)Cheng-mei Tian, Mei-feng Yang,Hao-ming Xu, Min-zheng Zhu, Yuan Zhang, Jun Yao*, Li-sheng Wang*, Yu-jie Liang* & De-feng Li*. Emerging role of bacterial outer membrane vesicle in gastrointestinal tract. Gut Pathogens. 2023; 15(1):20 (影响因子5.324 /Q2，共通讯作者)
(12)Cheng-mei Tian, Mei-feng Yang, Hao-ming Xu, Min-zheng Zhu, Yuan Zhang, Jun Yao, Li-sheng Wang, Yu-jie Liang* and De-feng Li* Mesenchymal Stem Cell-derived Exosomes: Novel Therapeutic Approach for Inflammatory Bowel Diseases. Stem Cells International. 2023; 2023:4245704. (影响因子5.131/Q2，共通讯作者，中科院分区2区)
(13)De-Feng Li, Mei-Feng Yang, Hao-Ming Xu, Min-Zheng Zhu, Yuan Zhang, Cheng-Mei Tian, Yu-Qiang Nie, Jian-Yao Wang*, Yu-Jie Liang*, Jun Yao*, Li-Sheng Wang*.Nanoparticles for oral delivery: targeted therapy for inflammatory bowel disease. J Mater Chem B. 2022. 10(31):5853-5872. (影响因子7.571/中科院二区/ JCRQ1 共同通讯作者)
本项目组成员对海藻酸钠水凝胶材料开展了一系列实验工作，该材料制成的微胶囊能够防止蛋白质在通过胃肠道时失活，并且可以通过添加益生元、共混纳米材料或涂层成膜材料来增强其性能，提高药物的稳定性。本作品将利用细菌外膜囊泡的膜蛋白ClyA作为展示工具，通过合成生物学手段创新性合成生物学应用。通过合成生物学的方法，创造性地设计并构建了一种集炎症肠道组织靶向与抑制IL-23炎症能力于一体的细菌外膜囊泡（OMVs）。这种囊泡不仅展示了其在生物医学工程领域的巨大潜力，还为IBD的治疗提供了一种全新的、高效且安全的策略。
项目前期研究基础
1）. L.reuteri BNCC192190-细菌外囊泡CMVs（L.r-CMVs）缓解DSS诱导小鼠结肠炎。
summernote-img
图4：L.r-CMVs缓解DSS诱导小鼠结肠炎。A，电子显微镜下L.r-CMVs形态；B，L.r-CMVs的直径100-486 nm之间；C，L.r-CMVs分泌量与L.reuteri BNCC192190菌株浓度呈正相关；D，荧光标记L.r-CMVs分别灌胃结肠炎小鼠（UC）及正常小鼠（Control），分别在4 h，12 h和24 h观察L.r-CMVs在体内分布，可见L.r-CMVs主要在结肠炎小鼠病变组织中聚集；E，F，G，H，L.r-CMVs缓解结肠炎小鼠结肠长度缩短、DAI升高及体重下降（# P > 0.05；*** P < 0.001）。
2）L.r-CMVs促进DSS诱导小鼠结肠炎肠黏膜杯状细胞分化。
summernote-img
图5：L.r-CMVs促进DSS诱导小鼠结肠炎肠黏膜杯状细胞分化。A，L.r-CMVs治疗降低DSS诱导结肠炎小鼠肠黏膜通透性；B，AB-PAS染色显示L.r-CMVs治疗后结肠炎小鼠肠黏膜中杯状细胞数量增多；C，L.r-CMVs治疗促进结肠炎小鼠肠黏膜MUC2表达；D，E，L.r-CMVs抑制DSS诱导小鼠结肠炎结肠组织中炎症因子表达（# P > 0.05；** P < 0.01；*** P < 0.001）。
3）L.r-CMVs生物活性分子P32蛋白促进杯状细胞分化。
summernote-img
图6：L.r-CMVs生物活性分子p32蛋白促进杯状细胞分化。A，B，Proteinase处理L.r-CMVs不能促进杯状细胞模型（LS 174T细胞）分化相关因子kfl4及spdef表达，说明L.r-CMVs中活性分子蛋白促进杯状细胞分化；C，蛋白组学检测L.reuteri及L.r-CMVs中蛋白表达，其中有10种蛋白同时在两者中表达；D，LS 174T细胞吸收荧光标记L.r-CMVs；E，L.r-CMVs促进LS 174T细胞分化相关因子kfl4及spdef表达；F，L.r-CMVs促进LS 174T细胞表达MUC2；G，p32基因突变L.reuteri BNCC192190（Δp32-/-L.reuteri BNCC192190）及Δp32-/-L.r-CMVs不表达P32蛋白；H，Δp32-/-L.r-CMVs不能促进LS 174T细胞分化相关因子kfl4及spdef表达（# P > 0.05；*** P < 0.001）。

已具备的条件：
项目团队所属于的济宁医学院，建有公共科研技术平台，实验室面积 2500平方米，具有SPF 级实验动物中心，分析测试中心，包括核酸与蛋白实验室、病理与免疫实验室、高通量测序实验室、3D 基因组学实验室等。装备有分析型和分选型流式细胞仪、高内涵显微镜、多光子共聚焦显微镜、荧光倒置相差显微镜、细胞显微切割系统、高通量测序仪、智能病理分析系统、小动物 3D 活体成像系统、小动物高清超声成像系统、液质联用质谱工作站等设备。上述实验室条件和设备可保障项目顺利完成。
尚缺少的条件及解决方法：
专业知识欠缺：课题组拟借助学院数据库查阅专业书籍和相关文献，学习细胞与分子生物学实验相关技术、水凝胶及药物靶向治疗前沿知识，培养科研思维，提高个人素养。

经费预算

开支科目 预算经费（元） 主要用途 阶段下达经费计划（元）
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 20000.00 保障项目完成 11400.00 8600.00
1. 业务费 6000.00 项目实验费用 2400.00 3600.00
（1）计算、分析、测试费 3200.00 流式细胞仪检测、激光共聚焦显微镜成像检测等 1600.00 1600.00
（2）能源动力费 1000.00 实验室水、电以及煤气等 400.00 600.00
（3）会议、差旅费 800.00 参加国内学术交流注册费、食宿费 400.00 400.00
（4）文献检索费 0.00 无 0.00 0.00
（5）论文出版费 1000.00 发表论文版面费用 0.00 1000.00
2. 仪器设备购置费 4000.00 台式离心机、细菌恒温培养箱等 4000.00 0.00
3. 实验装置试制费 4000.00 实验成果检验 2000.00 2000.00
4. 材料费 6000.00 实验室动物、枪式移液器、试剂盒、培养皿等 3000.00 3000.00
结束

用户单位： 济宁医学院        

版权所有： 南京先极科技有限公司        

访问量：0001176296