Rational design of a genome‐based insulated system in Escherichia coli facilitates heterologous uricase expression for hyperuricemia treatment

高尿酸血症 痛风 异源的 大肠杆菌 益生菌 嘌呤 生物 微生物学 基因 尿酸 生物化学 遗传学 细菌
作者
Lina He,Wei Tang,Ling Huang,Wei Zhou,Shuo Huang,Linxuan Zou,Lisha Yuan,Dong Men,Shiyun Chen,Yangbo Hu
出处
期刊:Bioengineering & translational medicine [Wiley]
卷期号:8 (2) 被引量:2
标识
DOI:10.1002/btm2.10449
摘要

Abstract Hyperuricemia is a prevalent disease worldwide that is characterized by elevated urate levels in the blood owing to purine metabolic disorders, which can result in gout and comorbidities. To facilitate the treatment of hyperuricemia through the uricolysis, we engineered a probiotic Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) named EcN C6 by inserting an FtsP‐uricase cassette into an “insulated site” located between the uspG and ahpF genes. Expression of FtsP‐uricase in this insulated region did not influence the probiotic properties or global gene transcription of EcN but strongly increased the enzymatic activity for urate degeneration, suggesting that the genome‐based insulated system is an ideal strategy for EcN modification. Oral administration of EcN C6 successfully alleviated hyperuricemia, related symptoms and gut microbiota in a purine‐rich food‐induced hyperuricemia rat model and a uox ‐knockout mouse model. Together, our study provides an insulated site for heterologous gene expression in EcN strain and a recombinant EcN C6 strain as a safe and effective therapeutic candidate for hyperuricemia treatment.
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