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4月11日，华东师范大学叶海峰、管宁子一起通讯在期刊《Cell Reports Medicine》上在线发布题“Sonogenetics-controlled synthetic designer cells for cancer therapy in tumor mouse models”的科研论文，除了研发用于肿瘤治疗的安全和高性能的设计细菌外，科研还展示了一种声遗传学掌控的治疗平台，可用于基于细菌的精细医疗。
科研背景
基因工程细菌做为疾患诊断和治疗的活体和智能设备越来越受到关注。工程细菌已被安排为监测胃肠道疾患的哨兵，肝转移，肝功能阻碍，促进代谢错乱的改善，并防止病原体感染。另外，某些专性或兼性厌氧细菌已被证明能够选取性地定植肿瘤，由于它们能够浸润肿瘤，尤其是免疫缺陷的缺氧核心。因此呢，这些细菌已被设计为肿瘤特异性药品递送载体，以局部释放治疗有效载荷以控制肿瘤生长。
该行业的初步工作运用化学线索，如水杨酸盐或L -阿拉伯糖做为基因表达的远程掌控触发器。尽管如此，它们针对大都数治疗应用来讲还不足，由于化学品是系统施用的，没法进行时空掌控。光遗传学近期快速发展作为一种拥有高度时空特异性和可逆性的非侵入性技术。光敏蛋白，如光-氧-电压结构域和细菌光敏色素P1已被用于设计光遗传学开关以调节细菌中的基因表达；然而，因为对深层组织的渗透不良和潜在的光毒性，它们的身体应用受到阻碍。或，超声（US），其特点是没创性、时空特异性、安全性和组织穿透性，在生物医学工程的诊断和治疗应用中导致了极重的关注。
科研发掘
科研人员研发了一种可声激活的集成基因电路（SINGER），用于鼠伤寒沙门氏菌VNP20009的减毒菌株，其耐受性和安全性已在多项1期临床实验中在病人中得到证明。该电路在质粒上进行，并基于热敏转录控制因子TlpA39进行设计，一种源自鼠伤寒沙门氏菌的TlpA突变体，它经历温度依赖性变构，并在其低温二聚体状态下特异性结合与含有TlpA特异性结合位点的合成同源起步子结合并阻断转录。
经过设计不同的合成起步子和核糖体结合位点（RBS）筛选，科研人员得到了优化的US触发的转基因表达系统，拥有低背景和高诱导效率。科研人员在VNP20009中证明了SINGER系统介导的US诱导的基因表达和蛋白质分泌。另外，在US照射下，肿瘤定植VNP20009产生的治疗物质成功释放到肿瘤微环境中，控制了肿瘤生长，并明显加强了携带多个模型肿瘤的小鼠的存活率。SINGER系统具有没创性、稳健性、组织穿透性强、精确可控等特点，为研发基于细菌的创新抗癌疗法供给了巨大的前景。
科研结论
综上所述，除了研发用于肿瘤治疗的安全和高性能的设计细菌外，科研还展示了一种声遗传学掌控的治疗平台，可用于基于细菌的精细医疗。
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发表于 2024-5-24 23:50:17
