研究内容简介
肿瘤缺氧微环境是目前限制光动力治疗效果的重要原因。研究表明，改善肿瘤的缺氧微环境可以极大提高光动力治疗过程中活性氧的产量，从而发挥强大的抗肿瘤效果。此课题联合大肠杆菌的肿瘤靶向能力、多巴胺纳米粒子光热转换能力、Ce6分子的光敏效应和基因改造大肠杆菌具有的人过氧化氢酶生成能力，来达到生物疗法、光热疗法、增强的光动力疗法的结合，产生强大而持久的抗肿瘤效应。与传统的光动力治疗和光热治疗相比，由于大肠杆菌的引入，治疗具有更好的靶向性和更强的光动力治疗效能。图片所示，在卡那霉素选择培养基上生存的大肠杆菌菌落证实质粒的转化成功，且具有表达人过氧化氢酶的能力，催化过氧化氢产生超过近30倍于对照组的氧气。在适合比例下，E.Coli可以有效负载多巴胺/Ce6纳米颗粒，从而成为E.Coli(p)/pDA/Ce6生物材料，实验证实，pDA/Ce6纳米粒子的负载不影响E.Coli的增殖能力，而与E.Coli的结合也不影响pDA/Ce6纳米粒子的光热性能。
图片所示，所新合成的E.Coli(p)/pDA/Ce6生物材料具有良好的光热转换能力、光热稳定性能和ROS生成能力。
图片所示，所新合成的E.Coli(p)/pDA/Ce6生物材料可以被骨肉瘤细胞系HOS,U2OS和MG63所吞噬，在体外具有超过90%的肿瘤杀伤能力，与非质粒转化的E.Coli组相比，质粒转化的E.Coli(p)具有更强大的肿瘤杀伤功能。
体内实验与体外实验结果一致，E.Coli(p)比E.Coli能更好地抑制肿瘤组织的生长，结果具有统计学差异。
在生物安全性方面，E.Coli(p)/pDA/Ce6生物材料也没有观察到明显的肝肾功能损害，这与其他同样使用非侵入性微生物进行抗肿瘤治疗的课题组的研究结果一致。
总结起来，在这项研究工作中，E.Coli(p)发挥了三个主要功能：一是由于厌氧环境的生长特性使得其可以靶向肿瘤的缺氧微环境；二是可以进行基因改造以表达人过氧化氢酶从而为光动力治疗提供足量的氧气；三是作为光热材料pDA和光动力材料Ce6的负载体，帮助其富集于肿瘤组织，从而发挥强大的抗肿瘤治疗效果。课题组简介赵彦利教授：南洋理工大学教授，校长授予的LeeSooYingChairProfessorship，主要从事超分子化学研究、新型材料的制备以及在生物成像和靶向药物传输、非均相催化、能量存储和气体分离转化中的应用。在Science、NatureChem.、Angew.Chem.Int.Ed.、J.Am.Chem.Soc.、Adv.Mater.、Chem.Rev.、Acc.Chem.Res.等杂志发表SCI论文余篇(其中50余篇发表在影响因子大于10的杂志上)。发表的论文已被引用超过次，h-index为41。研究工作被PharmaceuticalTechnology杂志、EuropeanPharmaceuticalReview杂志、AAASEurekAlert、ChemistryViews和MaterialsViews等专题报道。指导毕业生获得ReaxysPhDPrize提名奖、德国洪堡博士后奖学金以及日本JSPS博士后奖学金。
邵增务教授：留德博士、国家二级教授、博士生导师，医院医院院长/骨疾病研究所所长，英国SWANSEA大学名誉教授，《BiomaterialsTranslational》主编，十三五国家重点研发计划首席科学家。主持国家重点研发计划项目1项，国家卫健委恶性骨肿瘤诊疗能力提升重大项目1项，国自然重大研究计划重点研究项目1项，国自然面上项目5项，重大合作项目2项，在国内外杂志上发表论文余篇，其中在AdvancedScience、Autophagy等国际权威杂志上发表SCI论文篇。主编《脊柱疾病分类与严重程度评测》、《脊柱非融合技术》等五部专著。
基金资助该研究得到了中国国家留学基金委（CSC），新加坡学术研究基金(RT12/19),新加坡科学技术研究局(A20E5c),新加坡国家研究基金会(NRF-NRFI-03)的支持。
论文信息
Paperinformation
XiangyuDeng#,WenboYang#,ZengwuShao*,YanliZhao*.GeneticallyModifiedBacteriaforTargetedPhototherapyofTumor.Biomaterials,.