Cell子刊：武汉大学张先正开发新型细菌-纳米药物生物杂合体，用于肿瘤靶向治疗

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

以细菌为基础的代谢治疗被认为是一种有前景的肿瘤治疗策略。然而，野生型细菌的疗效不足，严重制约了其疗效和应用。

在这项最新研究中，研究团队通过双选择定向进化策略精心开发了一种对 ʟ-胱氨酸/半胱氨酸 （ ʟ-cyst(e)ine） 依赖的 细菌-纳米药物生物杂合体 （bacteria-nanodrug biohybrid） ，用于代谢治疗。

与野生型菌株相比，该研究培育出的菌株在 ʟ-胱氨酸摄取方面提高了 36 倍，半胱氨酸脱硫酶的总活性提高了 23 倍。通过与载有 DMXAA 的脂质体结合， 这种经过基因工程改造的细菌-纳米药物生物杂合体—— DL@SFEc+，不仅通过阻断新生血管来阻止营养物质向肿瘤内流入，而且还能在局部实现高效且持久的 胱氨酸分解代谢。 半胱氨酸的缺失会破坏氧化还原平衡，并显著提高细胞内活性氧 （ROS） 水平，在多种肿瘤模型中取得了良好的治疗效果。

该研究的亮点：

• 双选择定向进化增强了大肠杆菌中 胱氨酸/半胱氨酸的分解代谢；

• DL@SFEc+ 实现了对肿瘤内和肿瘤外的 胱氨酸/半胱氨酸的有效阻断；

• DL@SFEc+ 在多种肿瘤模型中展现出卓越的治疗效果。

总的来说，这项研究不仅突显了定向进化策略在提高基于细菌的活体生物催化剂的稳定性和效率方面的前景，还为抗肿瘤代谢疗法提供了新的机遇。