近日,国家转化医学科学中心(上海)合肥分中心研究团队在国际生物材料领域权威期刊《Biomaterials》发表题为“An allosteric reconfigurable metabzyme hydrogel for adaptive tumor metabolic immunotherapy”的研究论文(中科院1区TOP,IF = 13.6)。我校博士研究生洪帮振和硕士研究生杨宇涵为论文共同第一作者,通讯作者为凌代舜教授、胡希研究员和李方园教授。


肿瘤切除术后常伴随缺氧、糖酵解增强等代谢异常,进而形成免疫抑制微环境,促进肿瘤复发与转移。催化NADH氧化是缓解乳酸堆积和免疫抑制的重要策略,但NADH较大的分子尺寸及空间位阻,限制了催化效率。研究团队受天然酶“诱导契合”机制启发,以中药活性成分为功能模块,创新构建了一种肿瘤微环境响应型竹节香附素A/人工代谢酶复合水凝胶。首先,基于富含空穴的氧化钼基质进行锰单原子掺杂,构建了一种NADH响应动态变构的人工代谢酶,实现对NADH的高效识别和氧化脱氢;首次发现竹节香附素A可显著增强纳米酶界面催化活性,阐明了其作为饱和碳环多醇类配体的界面电子富集机制。在此基础上,该体系通过NADH氧化抑制乳酸生成,并催化产生ROS诱导线粒体DNA损伤与释放,同时利用竹节香附素A抑制HIF-1α/GLUT1介导的糖酵解,协同激活cGAS-STING免疫信号通路,在荷瘤小鼠中有效抑制肿瘤术后复发与转移。研究系统阐明了“底物触发动态变构—中药单体界面调控—协同代谢重塑—抗肿瘤免疫激活”的多层次协同机制,为肿瘤术后代谢微环境调控与复发防治提供了新策略。(洪帮振、胡希/ 文图 尹登科/审核)