3月15日，細胞生理學教育部重點實驗室曹濟民教授團隊在國際權威期刊《Chemical Engineering Journal》（中國科學院一區TOP期刊，影響因子13.3）發表題為《Semi-artificial bacterial pyroptosiser for reverse the metabolic reprogramming of tumor microenvironment》的合作研究成果。我校王德平教授為共同第一作者，我校曹濟民教授、天津醫科大學鄭斌教授及阮先輝教授為共同通訊作者，我校周鑫教授和碩士生郝英健為共同作者。
腫瘤微環境中，腫瘤細胞與免疫細胞間的營養競爭異常激烈，腫瘤細胞通過代謝重編程掠奪葡萄糖資源，導致免疫細胞能量供給受限，嚴重削弱其抗腫瘤活性。此外，傳統光熱療法雖可殺傷腫瘤，但腫瘤細胞可通過有效的營養攝取來上調熱休克蛋白（HSPs）的表達，從而對熱應激產生耐受性，降低光熱治療的敏感性。因此，研究團隊創新性設計了一種半人工細菌焦亡誘導劑（SBP），用于逆轉腫瘤微環境的代謝重編程。這種SBP基于硫化銅（CuS）和細菌細胞壁主要成分脂多糖（LPS）構建，通過仿生礦化獲得具有類細菌免疫刺激特性與光熱消融功能的納米顆粒（LPS@CuS SBP），實現代謝干預與免疫激活的雙重功能。
LPS@CuS SBP的制備流程及光熱-免疫協同作用機制示意圖
細胞與動物水平的機制研究表明，LPS@CuS SBP可顯著增強巨噬細胞活性，增強其與腫瘤細胞的葡萄糖競爭，從而降低腫瘤細胞內ATP生成及熱休克蛋白（HSPs）表達，抑制腫瘤細胞在熱刺激下的自我修復能力，從而為光熱治療創造理想微環境。同時，LPS@CuS SBP可誘導腫瘤細胞發生非經典焦亡，釋放白細胞介素-6（IL-6）、IL-18等促炎因子，并激活抗原呈遞細胞（APCs），促使其在腫瘤區域富集。在近紅外（NIR）激光照射下，LPS@CuS SBP通過光熱效應殺傷腫瘤細胞，觸發腫瘤抗原及腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、IL-1β、IL-6等細胞因子的釋放。上述釋放因子與焦亡產生的細胞碎片協同介導APCs的成熟活化，使其能夠高效呈遞抗原至CD8+ T細胞。最終，活化的CD8+ T細胞顯著增強腫瘤殺傷效能，實現腫瘤的清除。該成果為逆轉腫瘤免疫抑制微環境提供了創新解決方案，隨著進一步優化，LPS@CuS SBP有望成為高效、低毒的腫瘤免疫治療候選方案，助力精準醫學發展。
