위장관 생물반응기는 동물의 위장관을"천연배양시스템"으로 하고 그 생리환경을 리용하여 목표단백질, 활성물질의 합성을 실현하거나 장균군의 조절을 진행하는 생물장치로서 그 응용장면은 주로생물의약, 농업양식, 식품공업, 장건강연구등 분야는 구체적으로 다음과 같다.
이는 위장생물반응기의 핵심응용방향의 하나로서 동물위장도의 세포표현시스템과 천연분비메커니즘을 리용하여 저비용으로 고활성의 재조합단백질약물을 생산하는데 우세가 있다.
약용 단백질 표현: 유전자 공학 기술을 통해 동물 (예: 토끼, 돼지, 양 등) 의 장 상피 세포를 개조하여 위장관 내에서 목표 약용 단백질을 특이적으로 표현하도록 한다. 예를 들면인유 철 단백질, 인슐린, 성장 호르몬, 항체 조각기다려.이러한 단백질은 장의 분비물이나 분뇨에 따라 배출되며, 후속으로 분리되어 순화되면 약물을 만들 수 있으며, 전통적인 발효 탱크 생산보다 비용이 저렴하고 단백질 활성은 천연 상태에 더 가깝다.
경구 백신 개발: 백신 항원의 유전자를 숙주 장균군 또는 장세포에 도입하여 위장이 항원을 지속적으로 발현하도록 한다.동물이 섭취한 후 항원은 장 점막 면역 반응을 자극하여 점막 항체(IgA)를 생성하여 실현할 수 있다경구 백신의 제자리 생산과 면역, 장내 전염병 (예: 로타바이러스, 대장균 감염 등) 예방에 적용되며, 콜드체인 운송 없이 더욱 편리하게 사용할 수 있다.
사료첨가제 제자리 합성: 양식동물 (닭, 돼지, 소) 의 장공생균군을 개조하여 위장도내에서 동물에 필요한 영양물질을 합성한다. 례를 들면아미노산(라이신, 아르기닌), 비타민(B족, K족), 효소제제(식산효소, 아밀로이드)기다려.이렇게 하면 사료에 인공첨가제의 첨가량을 줄이고 양식원가를 낮출수 있으며 동시에 영양흡수효률을 제고하여 동물의 생장을 촉진할수 있다.
동물 장 질환 예방 통제: 항균 펩타이드, 익생균 인자를 표현하는 위장관 생물반응기를 구축하고, 장내 균군의 균형을 조절하여 유해균 (예를 들면 살모넬라균, 산기협막살균) 의 번식을 억제하고, 동물의 면역력을 증강하며, 항생제의 사용을 줄이고, 양식 과정 중의 전염병 위험을 낮춘다.
기능성 활성물질 제조: 미생물형 위장관 생물반응기 (예: 공정화 유산균, 효모균) 를 이용하여 인체의 장을 시뮬레이션하는 환경에서 기능성 식품에 필요한 활성 성분을 합성한다. 예를 들어프로바이오틱스, 프로바이오틱스, 짧은 체인 지방산, 항산화 펩타이드기다려.이 성분들은 요구르트, 식사대용분, 건강식품에 직접 첨가돼 장 조절, 항산화 등의 역할을 한다.
식품 폐기물 자원화 이용: 농업 또는 식품 가공 폐기물 (예: 짚, 콩 찌꺼기, 과일 껍질) 을 생체 모방 위장 생물 반응기에 투입하고, 장내 균군의 발효 작용을 이용하여 폐기물 중의 섬유소, 반 섬유소 등을 식용 가능한 단백질 사료 또는 발효 식품 원료로 전환하여 자원 재활용을 실현한다.
장균군과 질병 메커니즘 연구: 구성체외 생체 모방 위장 생물 반응기(인체 위-소장-대장의 생리환경을 시뮬레이션하여 온도, pH, 연동, 균군 구성 등을 포함한다) 장내 균군과 숙주의 상호작용 메커니즘 및 균군 불균형과 비만, 당뇨병, 염증성 장병 등 질병의 관련을 연구하여 질병의 예방과 치료에 이론적 근거를 제공한다.
맞춤형 영양 및 약물 선별: 체외 시뮬레이션 반응기를 기반으로 다양한 사람들의 장 특징 (예: 균군 유형, 대사 능력) 을 시뮬레이션하고, 특정 사람들에게 적합한 개성화 식사 방안을 선별하거나 장내 약물의 흡수, 대사 상황을 평가하며, 약물 제형 (예: 경구 완화 제제) 을 최적화한다.
공정화된 장내 균군을 이용하여 구축된 위장관 생물 반응기는 환경의 난분해 오염물을 분해할 수 있다. 예를 들어 특정 동물의 장내 균군이 토양이나 수체의농약 잔류, 플라스틱 미립자등 동물의 채식과 대사 과정을 통해 오염물의 무해화 처리를 실현한다.