智能胶囊让肠道菌群“听话”
发布时间: 2025-07-30 14:44:53
天津大学教授王汉杰、副研究员刘夺和西北农林科技大学副教授杜涛峰等合作，介绍了一种可由智能手机控制的可吞服胶囊，能控制和允许与猪肠道细菌的双向通信。这些发现可为结肠炎等疾病的新诊断和治疗策略奠定基础。相关研究7月28日发表于《自然—微生物学》。
肠道微生物已知能影响健康，但还不清楚人们能否调控它们。细菌（如大肠杆菌）可经工程改造在动物体内定点递送药物。但它们一旦进入体内，就很难与之通信或控制其行为。
研究者改造了大肠杆菌，使之能够与可吞服的智能胶囊用光信号通信。他们利用一个与胶囊通过蓝牙连接的智能手机app，成功观察和控制了这种通信。作为概念验证，王汉杰和共同作者为三只诱发结肠炎的猪定植了改造后的大肠杆菌，这些细菌在检测到硝酸盐（结肠炎标志物）时会发光。
智能胶囊内置了定制印刷电路板，由三节纽扣电池供电，被猪摄入后检测到这些光信号，就会将信号传送到手机应用。通过应用程序，研究者指令胶囊闪烁LED发光。这会激活大肠杆菌的光敏遗传回路，触发抗炎抗体的分泌，从而缓解结肠炎。
这一技术通过提升对活体动物体内工程改造细菌的行为的控制，有望加强基于微生物的精准诊断和治疗。未来进一步优化该系统，使其支持多轮通讯和临床测试，将有望应用于人类疾病的治疗。
相关论文信息：
https://doi.org/ 10.1038/s41564-025-02057-w
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