课题基金 / 基金详情

GLP-1工程益生菌的构建及其对糖尿病治疗的微生物生态学和分子生物学机制研究

批准号:
82060638
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
34.0 万元
负责人:
陈廷涛
依托单位:
学科分类:
微生物药物
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈廷涛

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
胰岛素分泌缺陷或作用受损而导致的糖尿病(DM)对人体健康和社会经济造成重大危害。申请者团队前期利用质粒过表达系统构建了一株可持续表达胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的乳酸乳球菌,口服该工程菌可显著降低DM小鼠血糖,改善肥胖小鼠体重和胰岛素抵抗(见前期工作基础)。然而质粒过表达系统不稳定、易耐药等缺陷限制了其成药性,因此申请人将GLP-1基因整合入益生菌Nissle 1917染色体,在回避上述缺陷的同时确保了该整合型工程菌GLP-1产量,其可显著缓解DM小鼠糖尿病症状(见预实验结果)。本项目拟采用I型DM小鼠和II型DM小鼠,从小鼠糖脂代谢、胰岛β细胞功能、胰腺组织炎症反应、结肠炎症及肠壁通透性、肠道菌群及代谢产物改变等方面系统研究整合型工程菌对DM的疗效及作用机制,为DM患者研制出安全性好、针对性强、毒副作用小、价格低廉的口服型降糖药物提供理论支持。
英文摘要
Diabetes caused by insulin secretion defects make major harm to human health and socio-economics. In previous studies, our group constructed an engineered Lactococcus lactis that could continuously express GLP-1 (plasmid overexpression system), and oral administration of this engineered bacteria could significantly reduce blood glucose in DM mice, improve weight and insulin resistance in obese mice (see previous work). To avoid the drug resistance and unstable plasmid caused by overexpression system, our group integrated the GLP-1 gene into the probiotic Nissle 1917 chromosome, and the engineered E. coli 1917-attb-pelB-GLP-1 could produce sufficient amount of GLP-1, significantly relieved the symptoms of diabetes in DM mice (see previous work). In this project, a T1DM mice model and a T2DM mice model will be developed, and the treatment effect of E. coli 1917-attb-pelb-GLP-1 on DM will be systematically studied, via evaluating its influence on glucose and lipid metabolism, islet β cell function, pancreatic tissue inflammatory response, inflammation and permeability in the colon, intestinal microbiota and metabolites change. This provides theoretical support for the development of oral drugs for DM patients, with good safety, strong pertinence, non-toxic side effects and low price.
糖尿病(DM)是一种持续且逐渐进展的代谢性疾病,特征为血糖水平不受控制地升高。根据最新的ADA指南,GLP-1受体激动剂因其在血糖控制及更广泛的健康益处方面表现出色,已被认可为某些情况下的一线疗法。然而,GLP-1的作用时间短、体内快速清除以及皮下注射带来的挑战限制了其疗效。我们团队先前通过质粒过表达系统成功构建了一种能够持续生产胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的乳酸乳球菌。口服该工程菌株后,糖尿病小鼠的血糖水平显著降低,肥胖小鼠的体重和胰岛素抵抗情况也得到改善。鉴于质粒过表达系统的不稳定性及易产生耐药性的问题,我们选择将GLP-1基因整合到益生菌大肠杆菌Nissle 1917(EcN)的染色体中。这一改进不仅避开了质粒系统的缺点,还确保了工程菌株稳定且高效地生产GLP-1,从而有效缓解了糖尿病小鼠的症状。本项目利用经过基因改造的大肠杆菌Nissle 1917 (EcN-GLP-1)菌株,在1型糖尿病(T1DM)和2型糖尿病(T2DM)的小鼠模型中进行了深入研究。结果显示,EcN-GLP-1显著降低了血糖水平,保护了胰岛β细胞结构完整性,增加了胰岛β细胞数量,促进了胰岛素分泌,下调了关键炎症标志物(如TLR-4、p-NF-κB/NF-κB和 Bax/Bcl-2)的表达,减少了炎症反应和细胞凋亡,并恢复了肠道微生物多样性至正常状态,改善了肝脏脂质代谢。本研究表明,基因改造的EcN-GLP-1菌株能够通过增强胰岛β细胞群体、减轻炎症反应和细胞凋亡、优化肝脏脂质代谢以及恢复平衡的微生物多样性来缓解糖尿病症状。这些发现为糖尿病治疗提供了一条有潜力的新途径,具有重要的临床应用前景。综上所述,本研究为开发新型糖尿病治疗方法提供了坚实的理论依据和技术支持,有望在未来转化为实际的医疗干预措施。
呼吸道合胞病毒全人源化单克隆抗体制备及其机理研究
  • 批准号:
    31560264
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陈廷涛
  • 依托单位:
益生菌发酵药渣及其苷类代谢产物对脾虚小鼠的调理机制研究
  • 批准号:
    81503364
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    陈廷涛
  • 依托单位:
国内基金
海外基金