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仰大勇教授課題組 Angew：智能DNA水凝膠用于黑色素瘤免疫與光動力協(xié)同治療
2024-02-23  來源：高分子科技

  近期，復(fù)旦大學(xué)/天津大學(xué)仰大勇教授與天津大學(xué)姚池教授合作在DNA功能材料提高腫瘤治療效果方面取得新進(jìn)展，發(fā)展了由多價光動力單元、免疫激活單元和外泌體殺傷單元組成的智能DNA水凝膠，實(shí)現(xiàn)了腫瘤免疫治療和光動力治療的高效協(xié)同。相關(guān)成果發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Angewandte Chemie（德國應(yīng)用化學(xué)）。博士生楊森和碩士生武俊琳為共同第一作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金等資助支持。


  免疫療法是一種利用機(jī)體免疫系統(tǒng)對抗腫瘤的治療方法，通過增強(qiáng)和調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫反應(yīng)來主動攻擊和殺死異常細(xì)胞。目前，免疫療法面臨免疫激活不足和免疫效力有限等挑戰(zhàn)，將免疫療法與其他療法相結(jié)合有望成為解決這些挑戰(zhàn)的有效策略。光動力療法是一種新興的非侵入性癌癥治療策略，不僅能直接殺死腫瘤細(xì)胞，還能通過釋放腫瘤特異性抗原，激活抗原遞呈細(xì)胞來增強(qiáng)免疫反應(yīng)。因此，開發(fā)一種整合有多價光動力治療單元的系統(tǒng)來調(diào)節(jié)免疫環(huán)境，有助于實(shí)現(xiàn)高效的腫瘤免疫治療。近年來，DNA功能材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景，特別是在整合多價功能單元、響應(yīng)腫瘤微環(huán)境可控釋放等方面具有突出的優(yōu)勢，非常適用于多元化治療系統(tǒng)的構(gòu)建。 


圖1.智能DNA水凝膠通過多價功能單元協(xié)同高效治療黑色素瘤。


  研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種智能DNA水凝膠，在腫瘤部位響應(yīng)釋放多價功能單元，從而提高免疫療法的療效。這種智能DNA水凝膠由兩種通過滾環(huán)擴(kuò)增反應(yīng)合成的超長DNA單鏈組裝而成。其中一條DNA鏈含有免疫佐劑寡核苷酸（CpG ODN），以及用于裝載自然殺傷（NK）細(xì)胞外泌體的多聚適配體（AptCD63）；另一條DNA鏈含有多價鳥嘌呤四聯(lián)體（G4），用于裝載光動力元件。智能DNA水凝膠在體外高效捕獲NK細(xì)胞來源的外泌體；之后負(fù)載用單硬脂酸甘油三酯（TGMS）預(yù)包覆HhaI酶形成的納米顆粒。將智能DNA水凝膠注射到腫瘤部位，腫瘤區(qū)域炎癥環(huán)境中含有的基質(zhì)金屬蛋白酶裂解TGMS的酯鍵釋放出HhaI酶，降解水凝膠并釋放出功能單元。NK細(xì)胞來源外泌體含有的穿孔素和凋亡相關(guān)蛋白發(fā)揮抗腫瘤作用。CpG ODN激活抗原遞呈細(xì)胞發(fā)揮免疫療效。在660納米激光照射下，級聯(lián)光動力過程啟動，直接殺傷腫瘤細(xì)胞。殺傷過程產(chǎn)生的細(xì)胞碎片作為免疫抗原，進(jìn)一步增強(qiáng)免疫療效。在小鼠黑色素瘤原位模型中，智能DNA水凝膠顯著抑制了腫瘤的生長，抑制率高達(dá) 91.2%。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202319073 


  仰大勇教授課題組以生物大分子DNA為研究主線，聚焦DNA生物功能材料化學(xué)組裝，探究生命系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制，探索重大疾病的診斷治療新途徑。


  課題組招聘博士后研究人員，詳情請查看課題組主頁：http://yanglab-dna.com/

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