天津大學(xué)教授王漢杰、副研究員劉奪和西北農(nóng)林科技大學(xué)副教授杜濤峰等合作，介紹了一種可由智能手機控制的可吞服膠囊，能控制和允許與豬腸道細(xì)菌的雙向通信。這些發(fā)現(xiàn)可為結(jié)腸炎等疾病的新診斷和治療策略奠定基礎(chǔ)。相關(guān)研究7月28日發(fā)表于《自然—微生物學(xué)》。
腸道微生物已知能影響健康，但還不清楚人們能否調(diào)控它們。細(xì)菌（如大腸桿菌）可經(jīng)工程改造在動物體內(nèi)定點遞送藥物。但它們一旦進入體內(nèi)，就很難與之通信或控制其行為。
研究者改造了大腸桿菌，使之能夠與可吞服的智能膠囊用光信號通信。他們利用一個與膠囊通過藍(lán)牙連接的智能手機app，成功觀察和控制了這種通信。作為概念驗證，王漢杰和共同作者為三只誘發(fā)結(jié)腸炎的豬定植了改造后的大腸桿菌，這些細(xì)菌在檢測到硝酸鹽（結(jié)腸炎標(biāo)志物）時會發(fā)光。
智能膠囊內(nèi)置了定制印刷電路板，由三節(jié)紐扣電池供電，被豬攝入后檢測到這些光信號，就會將信號傳送到手機應(yīng)用。通過應(yīng)用程序，研究者指令膠囊閃爍LED發(fā)光。這會激活大腸桿菌的光敏遺傳回路，觸發(fā)抗炎抗體的分泌，從而緩解結(jié)腸炎。
這一技術(shù)通過提升對活體動物體內(nèi)工程改造細(xì)菌的行為的控制，有望加強基于微生物的精準(zhǔn)診斷和治療。未來進一步優(yōu)化該系統(tǒng)，使其支持多輪通訊和臨床測試，將有望應(yīng)用于人類疾病的治療。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/ 10.1038/s41564-025-02057-w
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