光遺傳學科技，被稱為本世紀最具顛覆性的生物技術，其本質是控制蛋白質活性的&ldquo；光學開關&rdquo；。自2006年創立以來，光遺傳學科技已成為神經科學（腦科學）研究標配工具。現時，光遺傳學科技已逐漸拓展到工程科學、醫學、合成生物學等多個學科領域。
生命科學學院常津團隊王漢傑課題組，長期從事光遺傳學科技在納米生物學、合成生物學和神經生物學等領域的應用基礎研究工作，取得了系列成果。近日，天津大學生命科學學院常津團隊王漢傑課題組，與電氣自動化與信息工程學院張淑芳團隊合作，利用光學傳感技術和光遺傳學科技，展開了基於炎症性腸病的居家光學診療一體化納米生物系統研究，成果發表在ACS Nano（IF=14.588，一區）。該研究包括兩個部分：1）智能手機光學感測器介導的疾病預篩查模塊；2）光遺傳工程菌系統介導的疾病實时干預模塊。該光學診療一體化納米生物技術有望作為一種精確和個性化診療策略實現炎症性腸病的居家診斷和治療。
本文要點：
1）基於智能手機圖像處理的視覺光學診斷感測器的構建：免疫磁性微凝膠（MBMs）捕獲炎症性腸病糞便標誌物&mdash；鈣衛蛋白（calprotectin，CALP）。螢光感測器用於放大目標訊號。智能手機輔助影像放大採集器聯合自行編寫的APP（Detector）實現檢測結果的數位化顯示。便於受檢者及時瞭解病程並將診斷結果與醫務人員實时共亯，以便尋求合理用藥。
2）光響應口服益生菌製劑的製備：受檢者可根據醫囑自行服用重組工程菌口服製劑。其中雙組分微球（MGPs）對近紅外（NIR）光和pH敏感，通過口服進入靶標腸道，釋放UCMs和益生菌。重組益生菌原位分泌免疫抑制因數（白細胞介素-10）消除腸道炎症和修復粘膜損傷。
3）慢性疾病模型的系統功能驗證：在小鼠結腸炎模型中，該系統的機體免疫調節特性得到了很好的效果驗證。從相應病症的防控角度入手均實現了病程的延緩與阻滯。
這項工作是光遺傳學科技的新應用研究，不僅為炎症性腸病的居家診斷和治療提供了新的解決方案，而且促進移動醫療服務的發展。該論文第一作者為生命科學學院崔梅慧、龐高舉和電氣自動化與信息工程學院張濤，通訊作者為生命科學學院王漢傑老師、電氣自動化與信息工程學院張淑芳老師和生命科學學院劉晶老師。
參考文獻：
Cui，M.；Pang，G.；Zhang，T.；Sun，T.；Zhang，L.；Kang，R.；Xue，X.；Pan，H.；Yang，C.；Zhang，X.；Chang，J.；Liu，J.；Zhang，S.；Wang，H.，Optotheranostic Nanosystem with Phone Visual Diagnosis and Optogenetic Microbial Therapy for Ulcerative Colitis At-Home Care.ACS nano 2021.doi.org/10.1021/acsnano.1c00135
本文版權歸原作者所有，文章內容不代表平臺觀點或立場。如有關於文章內容、版權或其他問題請與我方聯系，我方將在核實情况後對相關內容做删除或保留處理！