推荐一篇发表在Cell上的文章“Engineered commensals for targeted nose-to-brain drug delivery”，论文的通讯作者是新加坡国立大学的Matthew Wook Chang教授。Chang教授的研究方向是利用工程技术设计和构建新的生物系统，以解决能源、医疗保健和环境应用方面的问题。
通过嗅上皮（olfactory epithelium, OE）给药是一种非侵入性的向大脑递送药物的方法，但是该方法有很多限制，例如，由于鼻内给药面积小，限制了给药量；粘膜纤毛清除会降低给药疗效；患者需要在给药期间以及给药后处于倒立位置。为了解决这些问题，作者提出是否可以利用鼻内的共生菌，特别是那些能够向大脑分泌代谢物的共生菌，如果对其进行改造，使其持续分泌药物，就可以解决上述问题。
首先，作者通过分析人鼻微生物组选择了8种益生菌，探究了这8种菌与NaHS的结合情况。NaHS被报道是在嗅上皮中特异性表达的，用于与细菌结合。筛选结果显示，Lactobacillus strains (简称Lp)可以与NaHS结合，表明Lp是可能定位于OE的潜在候选菌株。随后，作者通过免疫沉淀实验寻找在Lp菌中与NaHS结合的蛋白，结果显示，Lp的三个蛋白：Lp_0092, Lp_0783和Lp_3686能够与NaHS结合，提示它们在促进Lp定位到OE中发挥着重要作用。
接着，为了评估Lp靶向OE的能力，作者用FITC对Lp菌株进行代谢标记，并向小鼠鼻腔给药，给药后对小鼠进行体内成像以可视化Lp，结果显示，给药24 h后，Lp主要定位在OE，靠近嗅球（olfactory bulb, OB），到48和72 h后，Lp含量明显减少。
最后，作者为了验证Lp菌的药物递送能力，作者以肥胖疾病模型设计了表达和分泌三种食欲调节激素（瘦素，α-MSH和BDNF）的Lp工程菌，作者通过免疫印迹和ELISA验证了该工程菌可以分泌这三种激素。为了评估Lp工程菌在治疗肥胖方面的潜力，作者对高脂饮食诱导的C57BL/6J小鼠进行鼻腔注射Lp工程菌，对照组注射空载Lp菌，经过8周治疗，注射工程菌的小鼠体重均显著下降，且治疗组小鼠的食物摄入量显著降低，葡萄糖代谢得到了改善，脂肪团沉积显著减少。综上，作者开发了一种利用共生微生物经鼻腔将药物输送到大脑的方法，该方法将促进鼻内药物输送领域的进展，为更广泛的脑部疾病提供解决方案。
本文作者：YSL
责任编辑：WYQ
原文链接：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00046-7
原文引用：10.1016/j.cell.2025.01.017
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