工程化耐氧益生菌重塑肠-肝轴，改善2型糖尿病

2型糖尿病及肥胖已成为全球公共卫生重大挑战，其发病与胰岛素抵抗、脂质代谢紊乱及肠道菌群失调密切相关。传统药物存在副作用，益生菌干预因安全性高备受关注，但肠道高氧化环境易导致菌株活性丧失，应用受限。2026年2月，香港大学李嘉诚医学院骨科与创伤科的Congyang Mao团队在期刊《Nature Communications》在线发表的题为“Bioengineered ROS-tolerant probiotic reshapes gut microbiota-host axis to ameliorate type 2 diabetes in male mice”的研究性文章，旨在通过定向进化与表面工程技术，开发出耐氧化应激的工程化益生菌 REcN-F/C，可精准改善高脂饮食诱导的肥胖与2型糖尿病，为代谢疾病的微生物治疗开辟新路径。

1.定向驯化获得耐氧化应激工程益生菌REcN

研究以益生菌EcN为初始菌株，经10轮过氧化氢梯度胁迫驯化，筛选获得氧化耐受菌株REcN。转录组与全基因组测序显示，REcN抗氧化酶（SOD、CAT）、硫化氢合成相关基因显著上调，氧化还原平衡与能量代谢通路被激活；体外实验证实，REcN过氧化氢耐受能力提升32倍，可高效清除活性氧，为肠道高氧化环境定植提供保障。

2.表面修饰实现肠道靶向递送，提升稳定性

采用低聚果糖（FOS）-碳酸钙（CaCO₃）对REcN进行表面修饰，构建REcN-F/C复合益生菌。透射电镜显示，菌株表面形成均匀矿物层；体外模拟胃肠液实验证实，包埋后菌株存活率显著提升，可抵抗胃酸、消化酶及肠道氧化应激，实现结肠靶向定植。

3.激活PPAR通路，改善脂质代谢与胰岛素抵抗

高脂饮食小鼠模型中，REcN-F/C干预可显著降低体重与体脂率，改善葡萄糖耐受与胰岛素敏感性；转录组分析显示，菌株可激活结肠PPARα信号通路，上调脂肪酸氧化、脂质转运相关基因表达，抑制脂肪炎症因子释放，减少脂肪组织巨噬细胞浸润，从代谢层面逆转胰岛素抵抗。

4.重塑肠道菌群，恢复短链脂肪酸稳态

16SrRNA测序显示，REcN-F/C可显著提升高脂小鼠肠道菌群多样性，富集毛螺菌科、布劳特氏菌等产丁酸有益菌，减少促炎菌群丰；代谢组检测证实，乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸水平显著回升，修复肠道屏障、减轻全身低度炎症，形成“菌群-代谢-免疫”正向调控轴。

采用定向进化联合表面工程技术，成功构建耐活性氧工程益生菌REcN-F/C，突破传统益生菌在高氧化肠道环境难以存活定植的核心瓶颈。该益生菌可通过清除肠道活性氧、激活PPARα脂质代谢通路、重塑肠道菌群结构、恢复短链脂肪酸稳态四大核心机制，多重改善高脂饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗及全身低度炎症，且无明显毒副作用，安全性高。同时阐明了“益生菌-氧化应激-肠-肝轴”的调控新机制，为代谢综合征的发病机制研究提供新视角；同时，REcN-F/C具备可规模化生产、靶向性强、效果稳定等优势，为开发新型功能食品、益生菌制剂提供优质候选菌株，具有重要的临床转化价值与产业化前景，有望为肥胖及代谢综合征的安全长效防控提供全新微生物干预策略。

参考文献: Mao C, Jin W, Dou L, et al. Bioengineered ROS-tolerant probiotic reshapes gut microbiota-host axis to ameliorate type 2 diabetes in male mice[J]. Nature Communications, 2026. DOI:10.1038/s41467-026-70138-3