杭州医学院许秋然团队在《ACS Materials Letters》发表研究成果

近日，杭州医学院许秋然研究员课题组联合华中科技大学刘波教授课题组在国际权威期刊《ACS Materials Letters》（中科院一区TOP，IF=11.4）发表题为“T4 Phage Display Technology for Enhanced Photodynamic Therapy of Breast Cancer”的研究论文。该研究报道了一种新型自氧化纳米平台T4-Ce6-Cat（T4CCa），该纳米载体可有效缓解肿瘤缺氧，使小分子光敏剂Ce6产生ROS增强光动力疗法（PDT）抑制乳腺癌生长。许秋然研究员为论文的末位通讯作者，华中科技大学刘波教授为论文共同通讯作者，论文通讯单位为杭州医学院。

随着光敏剂和微激光的发展，光动力疗法（PDT）作为一种肿瘤治疗方式受到广泛关注。与化疗相比，PDT只会在肿瘤组织局部产生活性氧（ROS）。ROS在组织中的寿命短（30-180 μs）并且扩散距离有限（10-20 nm），可有效减轻对周围组织的毒性。除了光敏剂和微激光外，氧气在PDT中也起着重要的作用。然而，由于血管生长异常，肿瘤微环境中的低氧浓度限制了PDT。为了改善PDT的效果，已经开发了多种载氧材料来增加肿瘤部位的氧气浓度。然而，携氧载体在血液循环过程中会过早释放氧气，并且容易发生气体栓塞。与各种供氧方式相比，原位催化方式对正常组织的影响较小，安全性更高。

噬菌体是一种广泛传播的病毒，主要由衣壳蛋白和包封的DNA组成，通过感染细菌而扩增。与有机或无机纳米材料相比，噬菌体的制备过程不受温度影响，不同批次制备的噬菌体能够保持均匀的尺寸和形貌，这也使得后续的修饰过程更加可控。其中，因为其高生物相容性，T4噬菌体被广泛用作抑制血管生成的载体。T4噬菌体作为无处不在的病毒，总长度约为200nm，头部长120nm，宽86nm。T4噬菌体作为载体不仅表现出优异的大小效应，而且不会引起宿主的免疫反应。噬菌体展示技术是广泛用于蛋白质筛选和研究蛋白质相互作用的强大工具。其中，T4噬菌体蛋白质结合能力大，是开发噬菌体展示技术的主要候选者。

杭州医学院许秋然研究员课题组联合华中科技大学刘波教授课题组开发了一种含有T4噬菌体、过氧化氢酶（Cat）和小分子光敏剂（Ce6）的自氧化纳米平台，用于缓解肿瘤缺氧以增强PDT。首先，通过羧基和氨基的化学偶联将光敏剂（Ce6）附着在T4噬菌体的表面。其次，Cat序列位于Soc氨基酸的N末端，并以融合蛋白表达。通过Soc与T4表面衣壳蛋白的相互作用，将Cat展示在噬菌体表面，以分解肿瘤内源性H2O2产生氧气。结果表明，制备的T4-Ce6-Cat（T4CCa）噬菌体成为能够产生氧气和ROS的纳米平台。体外和体内实验表明，充足的氧气使Ce6能够有效产生ROS，T4CCa具有增强乳腺肿瘤PDT的能力。体外和体内毒性测定表明，T4CCa在分子水平、细胞水平和组织器官水平上表现出良好的生物相容性。因此，T4CCa是一种通过缓解肿瘤缺氧进一步增强PDT的新策略，本项研究为癌症的纳米平台治疗提供了新思路。

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来源 | 许秋然研究员课题组

编辑 | 陈哲宇

校对 | 陆英飞

审核 | 郑   思

终审 | 张   萍

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