近期，南华大学医学影像研究所陈智毅教授团队在肿瘤细菌疗法方面取得突破性成果。围绕工程菌治疗基因表达缺乏理想调控方式的关键科学问题，该团队整合了生物医学超声及合成生物学领域的前沿理论及技术，提出“超声调控型肿瘤细菌疗法”，相关成果于2022年8月2日于生物医学Top期刊Nature Communications在线发表。该项研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖南省重点研发计划、南华大学附属第一医院高层次人才科研启动专项经费等项目的支持。

       实体瘤微环境具有缺氧、免疫抑制等特点，限制了传统的化疗、免疫治疗等治疗效果，但为细菌靶向并定植于肿瘤发挥治疗效应提供了绝佳条件[1]。随着合成生物学技术的不断发展，装载治疗基因工程菌介导的肿瘤治疗模式引起了广泛关注。然而，如何高效、远程地调控工程菌中的治疗基因表达仍然是难以解决的关键科学问题[2]。为此，南华大学医学影像研究所陈智毅教授团队与中国科学院深圳先进技术研究院、澳门大学的研究团队合作，基于聚焦超声深部穿透及精准远程升温的功能特性，结合包含温控元件的基因回路，设计了一种超声响应型工程菌。研究结果表明，聚焦超声成功触发了工程菌中温控基因开关，进而促进下游治疗基因干扰素-γ高效表达，显著提升了工程菌介导的肿瘤免疫治疗效果，并有效抑制肿瘤远端侵袭和转移，为肿瘤细菌疗法提供了一种全新策略[3]。

图 | 超声调控型肿瘤细菌疗法示意图

       南华大学附属第一医院医学影像中心、南华大学医学影像研究所为该文章的第一单位及通讯作者单位。南华大学医学影像研究所长期以“整合医学影像与重大疾病诊疗”为重点研究方向，以影像医学与核医学为核心，结合生物学、化学、合成生物学、工程学、理学、管理学等学科的理论及技术特色，围绕肿瘤、生殖等重大疾病，开展基础、应用、转化等相关研究。“超声调控型肿瘤细菌疗法”则是研究所围绕“整合医学影像”方向潜心研究多年的最新成果。研究所主持开展科技部重点研发计划1项，国家自然科学基金4项，湖南省重点研发计划1项，省部级科研项目多项。

图 | 医学影像研究所研究体系

       参考文献：

       [1] Yuhao Chen, Meng Du, Jinsui Yu, Lang Rao, Xiaoyuan Chen and Zhiyi Chen. Nanobiohybrids: A Synergistic Integration of Bacteria and Nanomaterials in Cancer Therapy. BIO Integration 2020; 1(1): 25–36.DOI: 10.15212/bioi-2020-0008. 

       [2] Meng Du, Jinsui Yu, Yaozhang Yang, Fei Yan and Zhiyi Chen. Microbes in Oncology: Controllable Strategies for Bacteria Therapy. BIO Integration 2020; 1(4): 185–192. DOI: 10.15212/bioi-2020-0025. 

       [3] Yuhao Chen, Meng Du, Zhen Yuan, Zhiyi Chen, Fei Yan. Spatiotemporal control of engineered bacteria to express interferon-γ by focused ultrasound for tumor immunotherapy. Nature Communications 13, 4468 (2022). #

       来源：南华大学医学影像研究所