巨噬細胞：同時識別、富集、檢測致病菌的工具
平板培養被廣泛用于細菌鑒定，然而，這種方法的主要缺點在于分析時間長，并且需要專門的培養條件，這限制了它的速度和可用性。使用核酸引物的核酸檢測具有極好的靈敏度，但這些檢測的工作流程復雜。生物傳感器的設計和部署需要篩選和優化。同時，要提前了解目標細菌的信息。當病原體未知時，很難選擇合適的生物受體來捕獲和檢測細菌。
巨噬細胞為什么可以作為致病菌的識別的元件？
甘露糖受體（MR）是一種180 kDa的跨膜蛋白，能夠識別革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌、酵母菌和寄生蟲等傳染性病原體上的碳水化合物。當免疫細胞受到細胞因子、病原體及其產物的刺激時，MR的上調可以顯著增強其抵抗感染的識別和吞噬能力。鑒于免疫細胞和病原體之間的強相關性，可以將巨噬細胞（M?s）設想為病原體分析的有用工具。
如何制備具有高效識別、富集、檢測能力的DNA-GM?s？
首先將M?s與超順磁性氧化鐵納米顆粒孵育，以獲得磁性細胞。同時使用細胞因子(如IL-4)誘導病原體結合受體的上調。然后通過直接滲透光引發劑和單體，以及隨后的紫外線照射，實現胞內水凝膠化。最后，響應特定細菌的DNA傳感元件(例如DNAzyme)可以很容易地修飾在凝膠細胞上，以便方便，快速和高靈敏度的熒光讀數。
GM?s對不同微生物的識別和捕獲能力
該研究以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、副溶血性弧菌、腸炎沙門氏菌和白色念珠菌為模型病原體驗證GM?s的識別和富集能力。結果顯示GM?s可以同時捕獲所有物種。
關鍵發現
（1）GM?s具有堅固的凝膠內核和完整的細胞膜，可耐受惡劣環境。
（2）可以利用磁性分離方便地將細菌吸附的GM?s從復雜的生物介質中分離出來。
（3）GM?s可以高效地識別、捕獲和豐富廣譜細菌到其表面。
（4）GM?s可以用響應性DNA元件(如DNAzyme)修飾，用于使用捕獲和檢測策略進行特異性細菌的生物傳感以及細菌相關毒素的分析。
結論：GM?s不僅保留了捕獲和豐富廣譜微生物的識別能力，而且還可以用DNA傳感元件進行修飾，以便在一次檢測中特異性報告多種類型的細菌。與傳統方法相比，性能有所提高。此研究在不涉及復雜遺傳操作的情況下實現了這一概念，允許其他細胞和DNA元件共同用作指導細胞檢測和臨床診斷的智能工具。
參考文獻：Gui Y, Zeng Y, Chen B, et al. A smart pathogen detector engineered from intracellular hydrogelation of DNA-decorated macrophages[J]. Nature Communications, 2023, 14(1): 2927.
來源：微生物安全與健康網，作者~王崢崢。
