引言
在抗擊癌症的長期戰鬥中，科研人員一直在追求一種理想的治療方法，即能夠精準消滅惡性良性腫瘤細胞而不損害健康組織。近期的一項研究成果讓我們對實作這一目标更加充滿信心。
2024年4月11日，華東師範大學生命科學學院葉海峰團隊在Cell Reports Medicine雜志上發表了題為"Sonogenetics-controlled synthetic designer cells for cancer therapy in tumor mouse models"的研究論文。他們提出了一種創新的惡性良性腫瘤治療手段——利用超音波控制的細胞“生物炸彈”，對惡性良性腫瘤發起精準攻擊。
随着合成生物學技術的飛速發展，一種智能活體藥物遞送系統應運而生，為癌症等疾病的精準治療帶來新希望。這些智能活體藥物如同微型藥物工廠，能夠針對人體内的發炎、感染和惡性良性腫瘤等特定病竈，感應預設的信号輸入，并精确地作出響應。一種新的戰術：聲遺傳學團隊采用了聲遺傳學的政策，即利用超音波控制細胞行為的一種技術。研究人員設計建構了一種基于溫敏型轉錄抑制因子TlpA39的超聲調控的基因表達系統（SINGER），攜帶該系統的工程化細菌可以在超音波的刺激下，局部升溫到39攝氏度，即可精确地啟動特定基因的高效表達。
SINGER系統的設計與表征（Credit: Cell Reports Medicine）超音波的威力當受到超音波的刺激時，工程化細菌被激活，釋放出能夠誘導惡性良性腫瘤細胞凋亡的Azurin蛋白和免疫檢查點抑制劑PD-L1 nb。這種時空可控的調控機制確定了治療效果直接針對惡性良性腫瘤細胞，同時最大程度地保護了周圍的健康細胞不受傷害。
超聲調控定制化工程菌的開發（Credit: Cell Reports Medicine）直達惡性良性腫瘤核心的精準打擊工程化細菌通過瘤内注射或靜脈注射的方式遞送到體内，可以選擇性地在惡性良性腫瘤缺氧和壞死區域定殖與增殖。在超音波的精确控制下，這些“生物炸彈”在惡性良性腫瘤内部被激活，原位表達釋放出治療藥物，有效抑制惡性良性腫瘤的生長，甚至能夠徹底清除惡性良性腫瘤。
超聲調控定制化工程菌在惡性良性腫瘤治療中的應用（Credit: Cell Reports Medicine）
免疫協同：雙管齊下，一石二鳥在多種小鼠惡性良性腫瘤模型中，這種超聲調控的工程細菌展現出了顯著的抗惡性良性腫瘤效果。通過瘤内直接注射或血液輸送，工程細菌能夠精确定位到惡性良性腫瘤區域，并在超音波的誘導下，在惡性良性腫瘤核心區域釋放能夠誘導惡性良性腫瘤細胞凋亡的Azurin蛋白等強效抗癌蛋白，直接殺傷惡性良性腫瘤細胞。此外，研究人員還探索了聯合使用Azurin和免疫檢查點抑制劑PD-L1 nb的治療政策，發現該政策不僅引發了惡性良性腫瘤細胞的凋亡，還激活了身體的免疫系統，進而達到了雙重抗癌效果。
超聲調控定制化工程菌用于惡性良性腫瘤治療機制示意圖（Credit: Cell Reports Medicine）
未來前景初步研究顯示，這種基于超音波控制的定制細胞療法在動物模型中表現出良好的安全性和有效性。盡管目前技術仍面臨着向深部或轉移性惡性良性腫瘤更精确遞送的挑戰，但随着研究的深入和相關技術的完善，超聲控制的工程細菌療法有望開辟精準醫療的新天地，為患者提供更精準、更安全的治療選擇。在不久的将來，超聲控制的細胞“生物炸彈”有望成為抗擊惡性良性腫瘤的有力武器，為廣大癌症患者帶來新的曙光。
該設計圖描繪了超音波刺激工程細菌在惡性良性腫瘤組織内局部産生并釋放治療蛋白抗惡性良性腫瘤的作用過程（Credit: Cell Reports Medicine）
原文連結https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(24)00182-4
責編|探索君
排版|探索君
文章來源|“iNature”
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