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近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院王育才教授團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Nature Communications上以“Chemotaxis-driven delivery of nano-pathogenoids for complete eradication of tumors post-phototherapy”為題發(fā)表最新研究成果。

趨化性驅(qū)動(dòng)下的納米類病原體用于光熱治療后腫瘤的完全去除的示意圖

傳統(tǒng)的納米載藥，由于納米粒子人工合成的特性，用于腫瘤治療的有效性經(jīng)常受到多種生物屏障的阻礙，比如容易被單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)識(shí)別清除、很難越過血管壁及細(xì)胞間質(zhì)屏障。同時(shí)光熱療法在腫瘤治療中，由于光穿透能力有限，存在著腫瘤清除不徹底的問題。

為了解決上述問題，王育才教授團(tuán)隊(duì)首先從具有趨化效應(yīng)的中性粒細(xì)胞出發(fā)，構(gòu)建了可以被中性粒細(xì)胞吞噬并隨中性粒細(xì)胞一起順利越過生物屏障到達(dá)癌變組織的納米類病原體(nano-pathogenoid，NPN)載藥系統(tǒng)。癌癥的發(fā)生、發(fā)展、治療，經(jīng)常會(huì)引起身體的炎癥，炎癥會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生趨化因子，而趨化因子會(huì)誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞產(chǎn)生，并靶向運(yùn)動(dòng)到癌變組織。所以中性粒細(xì)胞是一個(gè)天然的靶向性載體。中性粒細(xì)胞也能夠通過病原相關(guān)分子模式識(shí)別、對(duì)抗入侵的病原體(如細(xì)菌、真菌和病毒)，利用這兩個(gè)特性，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了細(xì)菌分泌的外膜囊泡包裹的納米類病原體載藥系統(tǒng)。由于此系統(tǒng)具有病原體的特性，與中性粒細(xì)胞具有很強(qiáng)的親和作用，并隨中性粒細(xì)胞一起運(yùn)輸?shù)侥[瘤組織。由于納米類病原體不具有復(fù)制功能，與活菌或被削弱的細(xì)菌相比，潛在的毒性問題也更小。結(jié)果表明腫瘤組織積聚的納米類病原體的數(shù)量是被動(dòng)納米載藥粒子的倍，證明此種策略可以顯著改善納米載藥粒子越過生物屏障的能力。

其次，之所以選擇光熱治療的補(bǔ)充治療，是因?yàn)楣鉄嶂委煏?huì)使腫瘤組織產(chǎn)生熱，熱的產(chǎn)生會(huì)創(chuàng)造急性的炎癥環(huán)境，產(chǎn)生趨化因子，從而加速中性粒細(xì)胞的產(chǎn)生和運(yùn)輸。另外光熱治療本身也存在腫瘤清除不徹底的問題，組合治療對(duì)于腫瘤的完全清除還是非常有必要的。在腫瘤炎癥環(huán)境的刺激下，中性粒細(xì)胞迅速釋放出納米類病原體，隨后被腫瘤細(xì)胞吸收，發(fā)揮抗癌作用。結(jié)果表明一次光熱和納米類病原體載藥系統(tǒng)聯(lián)合治療，腫瘤抑制增長相比光熱和普通納米載藥系統(tǒng)聯(lián)合治療提高了75%，而經(jīng)過兩次光熱和納米類病原體載藥系統(tǒng)聯(lián)合治療后，小鼠腫瘤被完全消除。

該研究得到了“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)(2017YFA0205600)，國家自然科學(xué)基金(51961145109, 91942310, 51773191 and 81901683)等項(xiàng)目的支持，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院Min Li和Shuya Li為本文共同第一作者，王育才教授為通訊作者。

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-14963-0