澳门大学中华医药研究院副教授王瑞兵的研究团队基于绿藻光合作用产氧的特点提出改善肿瘤内的乏氧环境的策略,并成功表面工程化绿藻使其靶向富集实体瘤组织并通过局部产氧逆转肿瘤耐药性和免疫逃逸性,辅助增强临床一线药物的抗癌疗效。研究成果已刊登于国际顶级学术期刊《今日材料》(Materials Today)。
自产氧的表面工程化绿藻
由于快速的肿瘤增生引起的耗氧量增加和扩散量增加而导致的氧输送减少造成实体瘤长期处于一个乏氧状态,并会上调葡萄糖转运蛋白及其下游的蛋白的表达,增强药物的外排作用,诱导肿瘤组织产生耐药性。同时,乏氧微环境也启动了腺苷通路,增强肿瘤细胞的免疫逃逸能力,减弱免疫治疗效果。因此,若能改善肿瘤的乏氧微环境,将能从一定程度解决小分子化疗药物和免疫治疗药物抗肿瘤疗效不佳的问题。目前常用改善肿瘤乏氧微环境的策略主要是采用纳米药物载氧直接递送到肿瘤组织,或是利用生物酶在肿瘤组织中催化产氧,但这些方法都只能短暂供氧,无法有效改善肿瘤乏氧相关的病理组织特点。
绿藻是一种很常见的要天然藻类具有一定的保健功效和药用价值,它可以补充人体所需要的营养,具有增强人体免疫力、降血脂和排毒等功效。研究团队以“表面工程化绿藻缓解肿瘤乏氧微环境增强临床一线药物抗肿瘤疗效”(Surface-engineered chlorella alleviated hypoxic tumor microenvironment for enhanced chemotherapy and immunotherapy of first-line drugs)为题,提出了自产氧绿藻肿瘤供氧策略,开发表面工程化的绿藻,即巨噬细胞膜包裹的绿藻,在体内能有效逃逸免疫系统的清除,并响应炎症信号实现肿瘤组织的靶向富集,并在激光透射下持续产氧,改善肿瘤内乏氧微环境,抑制药物外排相关蛋白以及免疫抑制相关蛋白的表达,增强临床一线小分子化疗药物和免疫治疗药物的抗肿瘤疗效,有潜力作为临床抗肿瘤药物的辅剂,造福人类健康。
(左起)高成和王瑞兵
论文的通讯作者为王瑞兵,共同通讯作者为中华医药研究院特聘教授李铭源;该院的澳大濠江博士后高成和博士生邝熙婷为文章共同第一作者。澳大硕士生王庆福、博士生甘晓彤、陈骞、研究助理韦健文、深圳市第二人民医院张健和顾大勇博士也对此课题作出重要贡献。此项研究由何鸿燊博士医疗拓展基金(档案编号:SHMDF-OIRFS/2021/002)、深圳科技创新委员会深港澳科技计项目C类(SGDX20210823103803027)、国家自然科学基金 (档案编号:32001016)以及国家教育部澳门大学精准肿瘤学前沿科学中心资助。研究全文可参阅:
https://doi.org/10.1016/j.mattod.2022.06.024