马立新教授团队在细菌肿瘤治疗领域再获突破

近日，湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室马立新教授团队在细菌肿瘤治疗领域再获突破。相关成果“Bacteria-Elicited Specific Thrombosis Utilizing Acid-Induced Cytolysin A Expression to Enable Potent Tumor Therapy《细菌诱导肿瘤血栓并表达溶细胞素增强肿瘤治疗》”于近日发表于国际权威期刊Advanced Science（IF：16.8）。

图1. 细菌治疗体系（AIB@ClyA）的构建及其在体内肿瘤治疗示意图。

恶性肿瘤是当前人类重大疾病之一，严重影响着人们的生命健康和生活质量。众所周知，肿瘤病灶区的微环境具有自身特异性，在肿瘤的发生、发展及转移过程中起到极其重要的影响作用，受到科研人员广泛关注。其中免疫抑制的特性使得部分厌氧菌和兼性厌氧菌能够趋向肿瘤部位并快速繁殖，大量细菌的繁殖也必然影响着后续肿瘤细胞的存活及增殖。近年来，基于细菌的肿瘤治疗研究呈指数增长，也取得阶段性成果，表现出巨大的临床推广意义。相比于传统肿瘤治疗方法，新概念细菌疗法是一种新型的、具有靶向性的高效肿瘤治疗方法，有效的避免传统疗法中存在的前期不敏感和后期耐药性等问题。随着合成生物学的蓬勃发展，科研人员积极探索如何进一步优化肿瘤细菌疗法，为肿瘤治疗提供更高效、更安全、更多样化的策略。

本研究中，马立新团队选用兼性厌氧细菌在肿瘤组织定殖，引起血栓从而阻断肿瘤细胞营养物质和氧气的供应，实现对肿瘤细胞的饥饿治疗并阻断肿瘤细胞转移。此外，为了强化疗效，研究人员利用基因重组技术将含有溶细胞素基因的质粒转入细菌，使细菌表达毒性蛋白致死肿瘤细胞。基于细菌平台的肿瘤治疗体系，体内生物安全性是人们关注的首要问题。这里，为了尽可能降低治疗过程中可能存在的安全隐患，研究人员在目的基因质粒构建过程中引入酸启动子，使细菌溶细胞素蛋白的表达受肿瘤酸性微环境调控，实现肿瘤高效、安全、精准治疗。该工作拓展了基于细菌平台的肿瘤治疗研究，为肿瘤细菌治疗临床应用提供了理论基础。

图2. 荷瘤小鼠经AIB@ClyA治疗后肿瘤细胞代谢组学分析。

据悉，马立新教授团队一直从事可编程核酸酶的发掘及应用研究，近期在药物递送及肿瘤治疗领域也有新突破。在新冠疫情爆发期间，马立新团队自主研发了一套全新的新冠检测技术，通过将可编程核酸酶PfAgo与RT-PCR 技术相结合，实现对新冠病毒核酸的高灵敏、高准确度快速检测，同时该方法可以区分新冠病毒的突变体，该方法检测特异性和准确度可达100%。近年来，马立新教授团队以湖北大学为通讯单位在Nano Today、Nucleic Acids Research、Small、Biosensors and Bioelectronics、Chemical Communications、ACS Synthetic Biology等国际权威期刊上发表多篇高水平论文。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105086