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Enhanced Stability and Function of Probiotic Streptococcus thermophilus with Self-Encapsulation by Increasing the Biosynthesis of Hyaluronan

嗜热链球菌 益生菌 胃肠道 生物利用度 微生物学 透明质酸 内生 粘液 微生物群 生物 细菌 生物化学 发酵 药理学 乳酸菌 生物信息学 遗传学 生态学
作者
Dongxu Ma,Ying Zhou,Lidan Wu,Zu‐Yi Li,Wenjie Jiang,Siling Huang,Xue-Ping Guo,Juzheng Sheng,Fengshan Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (38): 42963-42975 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acsami.2c11591
摘要

The harsh conditions of the gastrointestinal tract limit the potential health benefits of oral probiotics. It is promising that oral bioavailability is improved by strengthening the self-protection of probiotics. Here, we report the encapsulation of a probiotic strain by endogenous production of hyaluronan to enhance the effects of oral administration of the strain. The traditional probiotic Streptococcus thermophilus was engineered to produce hyaluronan shells by using traceless genetic modifications and clustered regularly interspaced short palindromic repeat interference. After oral delivery to mice in the form of fermented milk, hyaluronan-coated S. thermophilus (204.45 mg/L hyaluronan in the milk) exhibited greater survival and longer colonization time in the gut than the wild-type strain. In particular, the engineered probiotic strain could also produce hyaluronan after intestinal colonization. Importantly, S. thermophilus self-encapsulated with hyaluronan increased the number of goblet cells, mucus production, and abundance of the microorganisms related to the biosynthesis of short-chain fatty acids, resulting in the enhancement of the intestinal barrier. The coating formed by endogenous hyaluronan provides an ideal reference for the effective oral administration of probiotics.
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