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苏州大学陈倩教授团队AFM：基于可编程细菌的生物杂交体增效癌症的声动力-免疫治疗

时间：2024-04-20 来源：浏览：

苏州大学陈倩教授团队AFM：基于可编程细菌的生物杂交体增效癌症的声动力-免疫治疗

课题组供稿纳米药物前沿

纳米药物前沿

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近日， 苏州大学功能纳米与软物质研究院陈倩教授团队 在 《Advanced Functional Materials》 （IF=19）发表了题为“ Programmable Bacteria-Based Biohybrids as Living Biotherapeutics for Enhanced Cancer Sonodynamic-Immunotherapy ”的研究论文。该研究构建了一种基于可编程细菌的生物杂交体，以增效癌症的声动力-免疫治疗。

该研究论文第一完成单位为：苏州大学功能纳米与软物质研究院，江苏省碳基功能材料与器件重点实验室。苏州大学功能纳米与软物质研究院硕士生王成为本研究论文第一作者。苏州大学功能纳米与软物质研究院陈倩教授为论文的通讯作者。本研究受到国家自然科学基金、上海市学术带头人计划等项目支持。

声动力疗法（SDT）利用超声激活声敏剂产生活性氧（ROS）来杀灭癌细胞，因其具有良好的组织穿透性、非侵入性和低毒性而成为一种有前景的癌症治疗策略。然而，大多数声敏剂通常表现出有限的肿瘤蓄积、较高的自猝灭性能和较低的ROS生成效率。此外，SDT的治疗效果仍然与肿瘤内氧的浓度密切相关，因为大多数声敏剂需要以氧气为原料，在超声激发下产生单线态氧等ROS。然而，与正常组织相比，由于异常的血管和癌细胞的快速增殖，实体恶性肿瘤的典型特征是乏氧的肿瘤微环境（TME）。此外，SDT的另一个显著缺点是不能抑制转移性肿瘤的增殖，而转移性肿瘤通常是癌症相关死亡的主要原因。因此，迫切需要开发一种多功能的靶向肿瘤药物，能够传递声敏剂，持续克服肿瘤乏氧，并有效激活免疫系统来根除癌症，特别是在肿瘤转移的情况下。

合成生物学通过对活细胞进行基因编程的能力，正在推动医学进入一个新时代。其中工程化改造细菌使其作为一个活的、靶向的治疗递送系统引起了研究人员的极大兴趣。基于此，作者首先对大肠杆菌BL21进行质粒转染使其过表达过氧化氢酶，接着将由声敏分子四（4-羧基苯基）卟啉（TCPP）和锆簇（Zr ₆ ）合成的纳米级声敏颗粒PCN NPs通过静电作用吸附到细菌表面，得到多功能生物杂交体E.coli-pE@PCN。静脉注射后E.coli-pE@PCN表现出良好的肿瘤靶向性和渗透能力，不仅可以持续表达过氧化氢酶以缓解肿瘤缺氧，还可以促进所携带的声敏剂在肿瘤部位的富集和扩大分布，从而触发有效的SDT。更有趣的是，基于E.coli-pE@PCN的SDT不仅能成功抑制皮下和原位结直肠肿瘤的生长，而且由于释放的肿瘤相关抗原和细菌的佐剂协同作用，还能激活免疫系统触发肿瘤特异性免疫反应，从而预防癌症的复发和转移。这种精心设计的细菌生物杂交体为实现有效的癌症声动力-免疫治疗提供了一种易于理解和实用的策略。