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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同治療

2024-02-23 來源：高分子科技

近期，復旦大學/天津大學仰大勇教授與天津大學姚池教授合作在DNA功能材料提高腫瘤治療效果方面取得新進展，發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，實現了腫瘤免疫治療和光動力治療的高效協同。相關成果發表在化學領域權威期刊Angewandte Chemie（德國應用化學）。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基金等資助支持。

免疫療法是一種利用機體免疫系統對抗腫瘤的治療方法，通過增強和調節抗腫瘤免疫反應來主動攻擊和殺死異常細胞。目前，免疫療法面臨免疫激活不足和免疫效力有限等挑戰，將免疫療法與其他療法相結合有望成為解決這些挑戰的有效策略。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胞，還能通過釋放腫瘤特異性抗原，激活抗原遞呈細胞來增強免疫反應。因此，開發一種整合有多價光動力治療單元的系統來調節免疫環境，有助于實現高效的腫瘤免疫治療。近年來，DNA功能材料在生物醫用領域展現出很好的應用前景，特別是在整合多價功能單元、響應腫瘤微環境可控釋放等方面具有突出的優勢，非常適用于多元化治療系統的構建。

圖1.智能DNA水凝膠通過多價功能單元協同高效治療黑色素瘤。

研究團隊開發了一種智能DNA水凝膠，在腫瘤部位響應釋放多價功能單元，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擴增反應合成的超長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細胞來源的外泌體；之后負載用單硬脂酸甘油三酯（TGMS）預包覆HhaI酶形成的納米顆粒。將智能DNA水凝膠注射到腫瘤部位，腫瘤區域炎癥環境中含有的基質金屬蛋白酶裂解TGMS的酯鍵釋放出HhaI酶，降解水凝膠并釋放出功能單元。NK細胞來源外泌體含有的穿孔素和凋亡相關蛋白發揮抗腫瘤作用。CpG ODN激活抗原遞呈細胞發揮免疫療效。在660納米激光照射下，級聯光動力過程啟動，直接殺傷腫瘤細胞。殺傷過程產生的細胞碎片作為免疫抗原，進一步增強免疫療效。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 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生物功能材料化學組裝，探究生命系統運行機制，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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（責任編輯：xu）

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