近日，鄭州大學(xué)河南先進(jìn)技術(shù)研究院在腫瘤免疫治療研究領(lǐng)域取得積極進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)出一種由紅光/遠(yuǎn)紅光調(diào)控的單個(gè)工程化細(xì)胞封裝系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合了合成生物學(xué)與生物材料技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了活體水平下免疫因子表達(dá)的精準(zhǔn)時(shí)空控制，具備可編程、可逆及低毒性等顯著優(yōu)勢(shì)，為肺轉(zhuǎn)移等難治性腫瘤的治療提供了新的解決方案。

惡性腫瘤肺轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致全球癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一。盡管工程化免疫細(xì)胞療法在轉(zhuǎn)移性腫瘤治療中展現(xiàn)出巨大潛力，但其實(shí)際應(yīng)用仍受制于細(xì)胞因子風(fēng)暴、脫靶效應(yīng)以及宿主免疫清除等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，如何在顯著延長(zhǎng)細(xì)胞在腫瘤部位駐留時(shí)間的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)治療過(guò)程的實(shí)時(shí)可逆調(diào)控，成為該領(lǐng)域亟待突破的關(guān)鍵科學(xué)難題。

針對(duì)上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了一套具備“感知—響應(yīng)”功能的智能細(xì)胞控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用植物來(lái)源的光敏蛋白ΔPhyA-PCB作為核心元件：在紅光（660 nm）激發(fā)下，ΔPhyA能與FHY1蛋白發(fā)生異源二聚化，進(jìn)而啟動(dòng)下游效應(yīng)分子（包括IFN-γ、CD47抗體及IL-6）的高效表達(dá)；反之，在遠(yuǎn)紅光（730 nm）照射下，二聚體迅速解離，蛋白表達(dá)即時(shí)阻斷。這種光控“分子開(kāi)關(guān)”表現(xiàn)出優(yōu)異的可逆性與穩(wěn)定性，歷經(jīng)多輪光照循環(huán)仍能保持高效響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)免疫治療劑釋放過(guò)程的精準(zhǔn)時(shí)空“可控性”。

體內(nèi)藥效評(píng)估顯示，在4T1-luc小鼠肺轉(zhuǎn)移模型中，經(jīng)紅光/遠(yuǎn)紅光精準(zhǔn)調(diào)控的單細(xì)胞封裝治療組展現(xiàn)出卓越的抗腫瘤轉(zhuǎn)移效力。相較于持續(xù)表達(dá)細(xì)胞因子的傳統(tǒng)策略或未封裝的工程化細(xì)胞，該智能系統(tǒng)在維持高效抗瘤活性的同時(shí)，未誘發(fā)明顯的全身系統(tǒng)性毒性或血液學(xué)異常，實(shí)現(xiàn)了治療“有效性”與“安全性”的完美解耦。該研究建立了一種閉環(huán)可控的活細(xì)胞治療范式，將工程細(xì)胞轉(zhuǎn)化為可在體內(nèi)遠(yuǎn)程調(diào)控的 “活體藥物工廠(chǎng)”。

相關(guān)研究成果以“On-demand cancer immunotherapy via single-cell encapsulation of synthetic circuit-engineered cells”為題，發(fā)表在國(guó)際知名期刊《Science Advances》上，論文第一作者為河南先進(jìn)技術(shù)研究院碩士研究生趙月和鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院李銳。通訊作者為我院陳亞州副研究員和國(guó)家納米中心聶廣軍研究員，鄭州大學(xué)河南先進(jìn)技術(shù)研究院為第一單位。該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、博士后國(guó)際交流項(xiàng)目等的支持。

文章鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea3573

鄭州大學(xué)河南先進(jìn)技術(shù)研究院在細(xì)胞腫瘤免疫治療研究領(lǐng)域取得積極進(jìn)展