仰大勇教授课题组JACS：智能储能DNA水凝胶实现黑色素瘤按需无激光光免疫治疗

近期，复旦大学仰大勇教授和天津大学姚池教授团队及合作者在DNA功能材料用于黑色素瘤光免疫治疗方面取得新进展，发展了能够在肿瘤部位特异性启动光动力单元以及核酸药物释放的智能DNA水凝胶，实现了黑色素瘤的按需无激光光免疫治疗。相关成果发表在化学类顶级期刊Journal of the American Chemical Society（美国化学会志）。该工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等资助支持。

光免疫疗法（PIT）将特异性的免疫疗法与光动力疗法或光热疗法相结合，是一种极具应用前景的肿瘤治疗方法。然而，目前的PIT方案大多依赖于外界光源，并受限于外界光在组织中有限的穿透能力。针对这一难题，本研究构建了一种智能储能DNA水凝胶，该水凝胶整合了寡核苷酸药物CpG ODN和PD-1核酸适配体、肿瘤靶向AS1411适配体与光敏剂组成的肿瘤靶向储能光动力模块，并负载了由储能长余辉纳米颗粒，储能后可以在无激发光条件下发光数小时甚至数天。将水凝胶注射到肿瘤部位后，肿瘤微环境中过表达的蛋白水解酶可触发DNA水凝胶的分解，进而释放光动力模块。光动力模块通过适配体介导选择性进入肿瘤细胞，肿瘤细胞中过表达的谷胱甘肽（GSH）与储能长余辉纳米颗粒表面壳层发生反应分解二氧化锰壳层，释放出锰离子；长余辉纳米颗粒持续发光，从而激活光动力过程，实现无需外部照射产生活性氧（ROS），引发免疫原性细胞死亡，并且释放肿瘤相关抗原和细胞因子，激活抗肿瘤免疫应答；锰离子催化内源性过氧化氢产生氧气，为光动力过程提供氧气。此外，PD-1适配体能够特异性结合T细胞表面的PD-1受体，阻断PD-1通路，并释放CpG ODN片段，进而激活抗原呈递细胞并刺激T细胞介导的肿瘤细胞清除。在原位黑色素瘤小鼠模型中，智能储能DNA水凝胶显著抑制肿瘤进展，效果优于单一模式的光动力治疗。这种基于储能DNA水凝胶的无需激发光、按需激活的策略为癌症治疗提供了一种精准高效的方案，展现了DNA材料在推动精准医疗发展中的独特优势和潜力。

图1. 智能储能DNA 水凝胶实现黑色素瘤按需无激光光免疫治疗。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/jacs.5c06905