實(shí)體瘤通常具有低氧特性,一些厭氧菌或兼性厭氧菌能夠選擇性定植于腫瘤核心低氧區域,并在其中增殖。利用這一特點(diǎn),研究人員提出了溶瘤細菌的概念,將細菌改造為生產(chǎn)抗腫瘤藥物的細胞工程,實(shí)現癌癥的精準靶向治療。
然而,由于需要安全、精確的控制系統來(lái)調節局部治療藥物的表達和釋放,溶瘤細菌療法的臨床應用受到了阻礙。
2025年3月17日,華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、上海市調控生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室、上海市基因編輯與細胞治療前沿基地、醫學(xué)合成生物學(xué)研究中心研究員葉海峰、管寧子團隊與同濟大學(xué)附屬同濟醫院乳腺外科中心主任蔡豐豐團隊合作(喬龍亮、牛靈雪、王智浩為共同第一作者),在 Nature 子刊 Nature Cancer 上發(fā)表了題為:Engineered bacteria for near-infrared light-inducible expression of cancer therapeutics 的研究論文。
該研究報道了一種能夠響應近紅外光的新型光遺傳學(xué)工具——NETMAP系統,并將其上載到減毒沙門(mén)氏菌中,成功實(shí)現了對多種不同免疫原性腫瘤的光控治療。
在這項最新研究中,研究團隊開(kāi)發(fā)了一種基于近紅外(NIR)光介導的 PadC 光開(kāi)關(guān)系統——NETMAP,該系統基于嵌合型光敏色素激活的環(huán)二鳥(niǎo)苷酸合成酶(PadC)和環(huán)二鳥(niǎo)苷酸依賴(lài)的轉錄激活因子 MrkH。
具體而言,在具有免疫原性的淋巴瘤腫瘤中,近紅外光誘導的 PD-L1 和 CTLA-4 納米抗體增強了適應性免疫的激活。在低免疫原性腫瘤中(包括源自小鼠的結腸癌模型、原位人乳腺癌細胞系來(lái)源的異種移植模型以及結直腸癌患者來(lái)源的異種移植模型),近紅外光誘導(每天近紅外光照射 2 小時(shí),連續 9 天)的細胞殺傷蛋白(Azurin、Cytolysin A),顯著(zhù)抑制了腫瘤生長(cháng)。
總的來(lái)說(shuō),該研究開(kāi)發(fā)了一種近紅外光介導的治療平臺,實(shí)現了對溶瘤細菌的光控,具有可定制的輸出和精確的劑量控制。這種創(chuàng )新的治療方式,為癌癥治療裝上了一套智能導航系統,為癌癥治療領(lǐng)域帶來(lái)了新希望,也指引著(zhù)醫學(xué)邁向更加精準和個(gè)性化的未來(lái)。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s43018-025-00932-3
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