我院相思源副教授在Biomaterials上发表高水平研究性论文

       近日，大连工业大学食品交叉科学研究院在学术Top期刊《Biomaterials》（中科院一区，IF=12.9）发表题目为“Fucoidan-based hydrogel with ultrafast self-healing properties for enhanced probiotic delivery to alleviate colitis and microbiota dysbiosis in mice”的学术论文。硕士研究生刘清泉为第一作者，相思源副教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（32222070）、大连市星海湾实验室开放课题（Dljswkf202403）及大连工业大学人才科研启动项目（LJBKY2024008）的资助。

研究背景

       岩藻多糖（Fucoidan）作为一种源自褐藻的硫酸化多糖，具有抗氧化、抗炎和抗血栓等优异生物活性。然而，其天然状态下粘度低、难以自主成胶的特性，限制了其在生物医学领域的深层应用。引入功能化γ-聚谷氨酸（γ-PGA），通过精细调控其与岩藻多糖分子间的相互作用，成功构建了一种新型超分子水凝胶递送系统（Fuco-PGAB）。旨在探讨岩藻多糖基水凝胶（Fuco-PGAB）作为新型益生菌递送系统对炎症性肠病的影响。

成果介绍

      Fuco-PGAB水凝胶表现出优异的益生菌负载能力，对革兰氏阳性菌（Lactiplantibacillus plantarum 90）与革兰氏阴性菌（Escherichia coli Nissle 1917）均实现了超过98%的高效包封。基于岩藻多糖硫酸基团与功能化γ-PGA的分子间相互作用，该凝胶基质形成了一道致密的物理化学屏障，有效阻滞了胃酸与胆盐分子对益生菌活性的影响。该系统显著改善了益生菌在肠道的有效驻留时间，其存活数量较游离菌株提升了两个数量级，从而克服了口服益生菌难以在肠道长效定植的关键瓶颈。Fuco-PGAB水凝胶不仅可以作为惰性载体，更能通过抗氧化、抗炎、修复肠道屏障以及调节肠道微生物组等多重机制与所递送的益生菌协同增效，从而在炎症性肠病模型中展现出卓越的综合干预效果。本项工作证实了功能化水凝胶载体在改善肠道微环境中的主动调节作用，确立了利用“载体-益生菌”协同机制提升IBD干预效果的新范式。

图文赏析

图1 用于增强益生菌递送以缓解结肠炎的Fuco-PGAB水凝胶的构建示意图

图2 H@EcN对DSS诱导小鼠结肠炎模型中肠道菌群的调节作用。（a）各组间物种分布的维恩图。（b-c）α多样性指数。（d）基于加权UniFrac距离的主坐标分析图。（e）属水平分类组成的聚类热图。（f）基于非加权Unifrac距离的β多样性分析。（g-h）肠道菌群在科和门水平的相对丰度

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2026.123984