7月30日,记者从天津大学获悉,该校王汉杰、刘夺团队与西北农林科技大学杜涛峰团队合作,在国际期刊《自然·微生物学》发表一项突破性成果,成功构建“可吞服光电子胶囊-工程菌双向交流系统”,建立起人类与肠道工程菌之间的光学“语言”,为肠道健康监测与疾病治疗开辟了新路径。
据介绍,肠道内栖息着数以亿计的微生物,其组成和活动与人体健康密切相关。但由于肠道环境复杂,传统检测和调控手段难以精准捕捉菌群的实时状态。此次科研团队研发的可吞服光电子胶囊,如同“智能潜水艇”深入肠道,通过光学信号实现与工程菌的双向交流。
研究人员选择肠道中不存在的光信号作为“加密语言”:一方面,改造益生菌使其能根据肠道炎症标志物(如硝酸根)发光,胶囊的光电传感器将光信号转化为电信号,经无线传输至手机APP,让人类“读懂”菌群的实时状态;另一方面,胶囊通过LED发出绿光指令,调控工程菌表达抗炎蛋白等治疗物质,实现精准干预。
在猪肠炎模型实验中,该系统展现出显著优势:能比传统检测方法提前1至2天捕捉到肠炎信号,且通过远程调控可有效缓解炎症。这项技术构建了新型“菌—机接口”,丰富了生物电子接口类型,为实现“人—机—菌交互”、推动智能化疾病诊疗奠定了基础。
业内专家认为,该成果为肠道微生物研究提供了全新工具,未来结合人工智能和云技术,有望实现对肠道健康的动态监测与精准调控,为肠炎等疾病的治疗带来革新。(记者 陈曦 通讯员 赵晖)
7月30日,记者从天津大学获悉,该校王汉杰、刘夺团队与西北农林科技大学杜涛峰团队合作,在国际期刊《自然·微生物学》发表一项突破性成果,成功构建“可吞服光电子胶囊-工程菌双向交流系统”,建立起人类与肠道工程菌之间的光学“语言”,为肠道健康监测与疾病治疗开辟了新路径。
据介绍,肠道内栖息着数以亿计的微生物,其组成和活动与人体健康密切相关。但由于肠道环境复杂,传统检测和调控手段难以精准捕捉菌群的实时状态。此次科研团队研发的可吞服光电子胶囊,如同“智能潜水艇”深入肠道,通过光学信号实现与工程菌的双向交流。
研究人员选择肠道中不存在的光信号作为“加密语言”:一方面,改造益生菌使其能根据肠道炎症标志物(如硝酸根)发光,胶囊的光电传感器将光信号转化为电信号,经无线传输至手机APP,让人类“读懂”菌群的实时状态;另一方面,胶囊通过LED发出绿光指令,调控工程菌表达抗炎蛋白等治疗物质,实现精准干预。
在猪肠炎模型实验中,该系统展现出显著优势:能比传统检测方法提前1至2天捕捉到肠炎信号,且通过远程调控可有效缓解炎症。这项技术构建了新型“菌—机接口”,丰富了生物电子接口类型,为实现“人—机—菌交互”、推动智能化疾病诊疗奠定了基础。
业内专家认为,该成果为肠道微生物研究提供了全新工具,未来结合人工智能和云技术,有望实现对肠道健康的动态监测与精准调控,为肠炎等疾病的治疗带来革新。(记者 陈曦 通讯员 赵晖)
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