以益生菌大腸桿菌 Nissle 17（EcN）為底盤，人工構建 5-HT 血清素合成通路。異源導入 TPH 與 TDC 雙酶基因，經(jīng) RBS 文庫篩選、敲除 trpR/tnaA 優(yōu)化色氨酸供給，引入 folE 突變提升輔因子產(chǎn)量，減少色胺副產(chǎn)物；將通路從高拷貝 pUC 質粒轉移至 EcN 天然 pMUT1 質粒，搭配 hok/sok 毒素 - 抗毒素元件實現(xiàn)無抗穩(wěn)定傳代。口服工程菌定植小鼠結腸黏膜原位合成血清素，上調(diào)腸道免疫、晝夜節(jié)律相關基因，靶向調(diào)控腸腦軸，規(guī)避口服游離 5-HT 全身毒副作用，建立腸道原位遞送活性胺的工程益生菌技術體系。

改造 EcN 工程益生菌構建腸道原位 5-HT 合成體系，設置 5 組小鼠經(jīng) 11 天每日灌胃給藥。熒光切片證實 oN9/oN11/oN14 菌株均可穩(wěn)定定植結腸；定量檢測顯示僅 oN14 組糞便、結腸組織、血清 5-HT 水平顯著提升，空載菌株 oN9、前體對照組 oN11 無明顯 5-HT 蓄積。功能驗證表明工程菌合成的 5-HT 可縮短腸道轉運時間，調(diào)控腸道蠕動。整套技術依托定植型工程菌在結腸原位合成血清素，無需直接給藥外源 5-HT，實現(xiàn)腸內(nèi)活性物質局部遞送，降低全身暴露風險。

             工程益生菌定植小鼠結腸并原位合成 5 - 羥色胺的體內(nèi)驗證

文獻來源：

Mavros CF, Bongers M, Neergaard FBF, Cusimano F, Sun Y, Kaufman A, Richardson M, Kammler S, Kristensen M, Sommer MOA, Wang HH. Bacteria Engineered to Produce Serotonin Modulate Host Intestinal Physiology. ACS Synth Biol. 2024 Dec 20;13(12):4002-4014. doi: 10.1021/acssynbio.4c00453. Epub 2024 Nov 27. PMID: 39601776; PMCID: PMC12016422.

文獻鏈接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12016422/pdf/nihms-2074713.pdf