在人體腸道這個(gè)復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)中，微生物的動(dòng)態(tài)變化一直如“黑箱”般難以捕捉。盡管益生菌如大腸桿菌 Nissle 1917（EcN） 早已被證實(shí)具有優(yōu)異的定植與拮抗病原體的能力，但其在宿主體內(nèi)的實(shí)時(shí)行為卻始終缺乏直觀的研究工具。而今，隨著熒光標(biāo)記技術(shù)的突破，我們迎來了新一代“會(huì)發(fā)光”的益生菌——EcN-Fluc，它將帶領(lǐng)我們走進(jìn)一個(gè)“可視化”的微生物研究新時(shí)代。

研究背景：EcN—百年益生菌的科研基石

EcN 是迄今為止唯一被廣泛認(rèn)可為益生菌的大腸桿菌菌株，由德國醫(yī)生 Alfred Nissle 于 1917 年從一名未發(fā)生腹瀉的士兵糞便中分離得到。自 1917 年發(fā)現(xiàn)以來，其在調(diào)節(jié)腸道菌群、緩解炎癥性腸病、腹瀉及腸易激綜合征等方面的功效已被大量臨床研究證實(shí)。

EcN 益生制劑在臨床上已被廣泛應(yīng)用于：

• 腸道疾病治療：作為腹瀉、炎癥性腸病（IBD）、腸易激綜合征（IBS）的輔助治療手段

• 免疫調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，增強(qiáng)宿主免疫功能

• 病原體競(jìng)爭(zhēng)：在腸道內(nèi)與致病菌競(jìng)爭(zhēng)定植位點(diǎn)，發(fā)揮生物拮抗作用

• 屏障保護(hù)：增強(qiáng)腸道上皮細(xì)胞屏障功能，降低腸道通透性

跨領(lǐng)域應(yīng)用拓展

近年來，EcN的應(yīng)用已超越傳統(tǒng)腸道健康范疇：

• 生物工程載體：作為基因工程和合成生物學(xué)的重要底盤細(xì)胞

• 藥物遞送系統(tǒng)：開發(fā)成為口服藥物靶向遞送的活體載體

• 診斷工具：改造為生物傳感器用于疾病早期診斷

• 營養(yǎng)保健品：作為功能性食品成分改善人群腸道健康

EcN、EcN - derived小細(xì)胞和EcN BGs的有效載荷遞送^[1]

然而，傳統(tǒng)研究方法只能通過取樣、培養(yǎng)等“事后分析”手段來推測(cè) EcN 在體內(nèi)的行為，就像通過腳印來推測(cè)動(dòng)物的行走路徑，既不夠精確，也缺乏實(shí)時(shí)性。這個(gè)瓶頸嚴(yán)重制約了我們對(duì)微生物-宿主互作機(jī)制的深入理解，也限制了 EcN 在更多創(chuàng)新領(lǐng)域的應(yīng)用拓展。

技術(shù)突破：讓益生菌“自帶光源”

泓迅生物研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過合成生物學(xué)手段，成功構(gòu)建了新一代熒光標(biāo)記益生菌——EcN-Fluc（質(zhì)粒型和整合型）。該菌株在保留EcN全部益生特性的基礎(chǔ)上，整合了完整的螢火蟲熒光素酶luxABCDE基因簇，實(shí)現(xiàn)了微生物標(biāo)記技術(shù)的重大突破。

過夜培養(yǎng)后菌株在黑暗環(huán)境中的發(fā)光圖像（肉眼可見，手機(jī)拍攝）

小鼠體內(nèi)的活體成像圖像

相比傳統(tǒng)標(biāo)記方法，EcN-Fluc展現(xiàn)出多重優(yōu)勢(shì)：

• 自供能發(fā)光
  luxABCDE基因簇完整編碼熒光素酶與底物合成途徑，無需額外添加熒光素，也無需外部光源激發(fā)，降低成本、設(shè)備及操作復(fù)雜度。

• 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
  發(fā)光信號(hào)與菌體活性高度相關(guān)，支持在腸道、腫瘤微環(huán)境等復(fù)雜體系中實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

• 操作簡(jiǎn)便高效
  擺脫了繁瑣的底物添加和樣品處理步驟，大幅降低實(shí)驗(yàn)成本和時(shí)間投入。

• 高靈敏度與穩(wěn)定性
  優(yōu)異的信噪比確保即使在低菌量條件下也能獲得可靠信號(hào)，為精確定量研究奠定基礎(chǔ)，適用于高通量篩選、基因表達(dá)分析及毒性檢測(cè)場(chǎng)景。

多場(chǎng)景應(yīng)用：從基礎(chǔ)科研到產(chǎn)業(yè)化開發(fā)

》科研工具— 洞察生命動(dòng)態(tài)

EcN-Fluc 實(shí)現(xiàn)了對(duì)微生物行為的實(shí)時(shí)、活體、無創(chuàng)觀測(cè)。研究人員可直觀追蹤菌株在腸道內(nèi)的定植規(guī)律，解析微生物與宿主的相互作用機(jī)制，構(gòu)建更可靠的活體成像模型，推動(dòng)微生物組研究從“靜態(tài)推測(cè)”邁向“動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)”。

》工業(yè)質(zhì)檢— 優(yōu)化生產(chǎn)流程

在益生菌發(fā)酵生產(chǎn)中，EcN-Fluc的發(fā)光強(qiáng)度直接反映菌體活性，支持在線、實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)酵進(jìn)程，精準(zhǔn)判斷最佳收獲時(shí)機(jī)。同時(shí)，該方法可快速評(píng)估終產(chǎn)品中活菌的數(shù)量與活性，為質(zhì)量控制與貨架期研究提供高效解決方案。

》生物醫(yī)學(xué)— 加速療法創(chuàng)新

作為靶向遞送、工程菌療法開發(fā)的理想工具，EcN-Fluc可用于實(shí)時(shí)驗(yàn)證工程菌在動(dòng)物體內(nèi)的分布與富集效果，無創(chuàng)評(píng)價(jià)炎癥模型中菌株的存活與代謝狀態(tài)，顯著加速活體生物藥的研究進(jìn)程與轉(zhuǎn)化效率。

EcN-Fluc的推出將幫助研究人員揭開微生物世界的更多秘密，推動(dòng)益生菌研究從“黑箱操作”走向“透明觀察”。正如早期使用者所言：“當(dāng)我們第一次在活體動(dòng)物中實(shí)時(shí)看到EcN的分布情況時(shí)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室都為之振奮。這不僅僅是技術(shù)突破，更是認(rèn)知方式的革新。”

泓迅生物——微生物研究解決方案

作為合成生物學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新者，泓迅科技不僅提供EcN-Fluc菌株，更致力于為研究人員提供全方位的技術(shù)支持：

• 定制化標(biāo)記服務(wù)：針對(duì)不同研究需求，提供個(gè)性化的菌株標(biāo)記方案

• 技術(shù)咨詢與支持：配備專業(yè)團(tuán)隊(duì)，提供從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到結(jié)果分析的全流程指導(dǎo)

• 配套試劑與設(shè)備：提供優(yōu)化的培養(yǎng)基、保存試劑等配套產(chǎn)品

限時(shí)回饋

為慶祝 EcN-Fluc 的成功推出，泓訊生物特別推出回饋活動(dòng)：

即日起至12月31日，購買 EcN-Fluc 即贈(zèng)送野生型 EcN 菌株

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[1]Yu X, Lin C, Yu J, Qi Q, Wang Q. Bioengineered Escherichia coli Nissle 1917 for tumour-targeting therapy. Microb Biotechnol. 2020 May;13(3):629-636.

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