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  細(xì)菌活材料具有可遺傳、可操控和快速增殖等獨(dú)特性能。在過(guò)去十余年，細(xì)菌活材料在生物成像與疾病診療等方面取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。然而，細(xì)菌活材料仍面臨環(huán)境耐受性差、定植能力有限和作用部位靶向性不足等挑戰(zhàn)。細(xì)菌通過(guò)其表面結(jié)構(gòu)所具有的肽聚糖、脂多糖、磷壁酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等組分與環(huán)境和宿主產(chǎn)生相互作用。同時(shí)，這些表面組分所具有的羥基、羧基和氨基等官能團(tuán)和理化特性也為通過(guò)共價(jià)偶聯(lián)、原位聚合、代謝標(biāo)記和靜電/疏水相互作用等化學(xué)手段進(jìn)行細(xì)菌表面工程化改造創(chuàng)造了條件。這類(lèi)表面化學(xué)修飾的細(xì)菌活材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域顯示出了巨大應(yīng)用價(jià)值。

  上海交通大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究院劉盡堯團(tuán)隊(duì)前期借助細(xì)菌表面不同組分和理化特性發(fā)展了一系列普適性表面化學(xué)改性策略。進(jìn)一步以臨床需求為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)菌功能的調(diào)控并取得了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用突破。近日，團(tuán)隊(duì)在化學(xué)領(lǐng)域期刊Chemical Society Reviews發(fā)表題為Surface-modified bacteria: synthesis, functionalization and biomedical applications的綜述。該論文對(duì)細(xì)菌的表面化學(xué)修飾方法、表面工程化細(xì)菌的獨(dú)特功能及其在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)性介紹。作者首先總結(jié)了基于細(xì)菌表面結(jié)構(gòu)和理化特性的化學(xué)改性方法，然后闡述了表面化學(xué)修飾賦予細(xì)菌的先進(jìn)功能，進(jìn)一步介紹了基于表面修飾的細(xì)菌活材料在生物成像、疾病診斷和治療等方面的應(yīng)用，最后對(duì)當(dāng)前領(lǐng)域所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望與討論。

  課題組林思思和吳馮助理研究員為該論文共同第一作者，劉盡堯研究員為通訊作者。該工作得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、上海市啟明星項(xiàng)目、上海市探索者計(jì)劃和上海市高水平地方高校創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1039/D3CS00369H

課題組簡(jiǎn)介

  劉盡堯博士，研究員，博士生導(dǎo)師，上海交通大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究院/癌基因及相關(guān)基因國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題組長(zhǎng)，J Nanobiotechnology（Q1, IF=10.2）副主編。2013年博士畢業(yè)于上海交通大學(xué)，之后分別在美國(guó)杜克大學(xué)（Duke University）以及麻省理工學(xué)院（MIT）從事博士后研究，2017年底回國(guó)。

  課題組研究方向主要包括醫(yī)用材料化學(xué)、微生物表面改造、腸道菌群與微生態(tài)調(diào)控、納米藥物與藥物遞送系統(tǒng)、免疫調(diào)控和治療等。研究方向涉及化學(xué)、材料、納米技術(shù)、分子生物學(xué)、微生物、生物醫(yī)學(xué)工程、臨床醫(yī)學(xué)等學(xué)科。課題組成立五年多，獨(dú)立開(kāi)展課題已在Nature、Science系列等期刊發(fā)表多篇論文（Nat Biomed Eng 2023, 7, 3; Matter 2021, 4, 3621; Nat Commun 2022, 13, 7808; Nat Commun 2021, 12, 6584; Nat Commun 2020, 11, 4502; Nat Commun 2019, 10, 3452; Nat Commun 2019, 10, 5783; Sci Adv 2023, 9, eade5079; Sci Adv 2023, 9, eade0997; Sci Adv 2022, 8, eabq2005; Sci Adv 2021, 7, eabf0677; Sci Adv 2020, 6, eabb1952; J Am Chem Soc 2023, 145, 13261; Angew Chem Int Ed 2022, 61, e202202409; Angew Chem Int Ed 2021, 2021, 60, 15459等）。歡迎訪問(wèn)課題組主頁(yè)：www.liulab.org.cn