Желудочно - кишечный биореактор - это класс биологических устройств, которые используют желудочно - кишечный тракт животных в качестве « естественной системы культуры» и используют свою физиологическую среду для достижения целевых белков, синтеза активных веществ или регулирования кишечной флоры. Сценарии его применения в основном сосредоточены наБиомедицинские исследования, сельское хозяйство, пищевая промышленность, здоровье кишечникаВ таких областях, как:
Это одно из основных направлений применения биореакторов желудочно - кишечного тракта, преимущество которого заключается в использовании систем экспрессии клеток и естественных механизмов секреции желудочно - кишечного тракта животных для производства высокоактивных рекомбинантных белковых препаратов по низкой цене.
Выражение фармацевтического белка:: Преобразование эпителиальных клеток кишечника животных (например, кроликов, свиней, овец и т. Д.) с помощью генной инженерии, чтобы они могли гетеросексуально выражать целевые лекарственные белки в желудочно - кишечном тракте, такие какЧасти человеческого латекса, инсулина, гормона роста, антителИ так далее. Эти белки выделяются с кишечными выделениями или фекалиями, а затем очищаются путем разделения, чтобы сделать лекарства, которые дешевле и активны ближе к естественному состоянию, чем традиционные ферментеры.
Разработка пероральной вакцины:: Импортируйте гены антигенов вакцины в кишечную флору или клетки кишечника хозяина, чтобы желудочно - кишечный тракт продолжал экспрессировать антигены. После приема животных антиген стимулирует иммунный ответ слизистой оболочки кишечника, вырабатывает антитела слизистой оболочки (IgA), достигаетсяПроизводство пероральных вакцин на местах и иммунизацияПодходит для профилактики кишечных инфекционных заболеваний (таких как ротавирусы, инфекции кишечной палочки и т. Д.) и не требует транспортировки холодовой цепью, использование более удобно.
синтез кормовых добавок на месте:: Изменить кишечную симбиотическую флору разведенных животных (кур, свиней, крупного рогатого скота), чтобы они синтезировали в желудочно - кишечном тракте необходимые животным питательные вещества, такие какАминокислоты (лизин, протеин), витамины (группы В, K), ферментные препараты (ферменты, амилазы)И так далее. Это может уменьшить количество добавлений искусственных добавок в корм, снизить затраты на разведение, а также повысить эффективность поглощения питательных веществ и способствовать росту животных.
Профилактика кишечных заболеваний животных:: Построить желудочно - кишечный биореактор, выражающий антибактериальные пептиды и пробиотические факторы, путем регулирования баланса кишечной флоры, подавления размножения вредных бактерий (например, сальмонеллы, стручковой палочки), повышения иммунитета животных, сокращения использования антибиотиков, снижения риска эпидемий в процессе разведения.
Подготовка функциональных активных веществ:: Использование микробиологических биореакторов желудочно - кишечного тракта (например, инженерных лактобактерий, дрожжей) для синтеза активных ингредиентов, необходимых для функциональной пищи в среде, имитирующей кишечник человека, напримерПробиотики, пребиотики, короткоцепочечные жирные кислоты, антиоксидантыИ так далее. Эти ингредиенты могут быть добавлены непосредственно в йогурт, заменитель пищевых порошков, здоровых продуктов питания, играя роль регуляции кишечника, антиоксидантов и так далее.
Ресурсное использование пищевых отходов:: Обработка сельскохозяйственных или пищевых отходов (например, соломы, соевого шлака, кожуры) в бионических биореакторах желудочно - кишечного тракта, использование ферментации кишечной флоры для преобразования целлюлозы, полуцеллюлозы и т. Д. из отходов в съедобные белковые корма или ферментированное пищевое сырье для реализации рециркуляции ресурсов.
Исследование кишечной флоры и механизмов заболеваний: ПостроитьБиореактор желудочно - кишечного тракта(Моделирование физиологической среды желудка - тонкой кишки - толстой кишки человека, включая температуру, pH, перистальтику, состав флоры и т. Д.), используется для изучения механизмов взаимодействия кишечной флоры с хозяином, а также связи дисбаланса флоры с ожирением, диабетом, воспалительными заболеваниями кишечника и другими заболеваниями, обеспечивая теоретическую основу для профилактики и лечения заболеваний.
Индивидуальное питание и скрининг лекарств:: На основе бионических реакторов in vitro, имитирующих характеристики кишечника различных популяций (например, тип флоры, метаболические способности), скрининг персонализированных диетических схем, подходящих для конкретной популяции, или оценка абсорбции, метаболизма препарата в кишечнике, оптимизация дозированных форм препарата (например, пероральные препараты с замедленным высвобождением).
Желудочно - кишечные биореакторы, построенные с использованием инженерной кишечной флоры, могут разлагать трудноразлагаемые загрязняющие вещества в окружающей среде, например, позволяя кишечной флоре конкретного животного разлагать почву или водуОстатки пестицидов, микрочастицы пластмассИ т. Д. Безопасная обработка загрязняющих веществ осуществляется посредством процессов добычи пищи и метаболизма животных.