天津大学仰大勇团队JACS：DNA水凝胶网络实现T细胞高效捕获和免疫治疗

近期，天津大学化工学院仰大勇教授（点击查看介绍）团队在Journal of the American Chemical Society 上发表关于DNA生物功能材料用于免疫治疗的最新进展。这一研究工作面向肿瘤免疫治疗的应用需求，致力于突破肿瘤浸润T细胞分离提纯的技术瓶颈，通过DNA材料精准化学的精巧设计，为肿瘤免疫治疗探索了一条新的途径。天津大学化工学院姚池副教授和硕士研究生朱晨旭（现在中山大学博士生）为共同第一作者。研究得到国家自然科学基金等资助支持。

基于肿瘤浸润T细胞的免疫疗法近年来在临床试验中取得了突破性进展。这一疗法中的T细胞不需要基因工程改造，但依赖于高纯度、高活性T细胞的分离提取。现有的细胞分离方法，例如流式分选法、免疫磁珠法等，存在样本污染、剪切力损伤细胞和依赖大型仪器等问题，获取高纯度低损伤的T细胞仍然存在挑战。脱氧核糖核酸（DNA）是一种生物大分子，具有分子精准可编程和生物相容性好等特点，特别是利用DNA适配体可以实现对目标细胞的特异性识别和分离。仰大勇教授团队在前期工作中开发了一种基于物理交联的DNA水凝胶网络，实现了从骨髓细胞中高效无损分离含量极低的间充质干细胞（J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 3422; Nat. Protoc., 2021, DOI: 10.1038/s41596-021-00621-2）。

在新的研究中，团队通过DNA序列的精巧设计，构建了含有多种功能模块的DNA网络，包括1）适配体模块：识别和捕获T细胞，同时封闭免疫检查点；2）CpG寡核苷酸模块：激活抗原呈递细胞，增强免疫效果；3）互补序列模块：介导DNA网络形成，实现T细胞封装，并提供酶切割位点；4）限制酶模块：响应肿瘤炎症环境，切割DNA网络。这些功能模块序列集成在一条DNA模板链中，通过高效的酶促扩增反应，串联集成在超长DNA单链中，形成DNA水凝胶网络，实现T细胞的高效、特异性和无损分离。获得的T细胞纯度达到98%，存活率达到90%。携带T细胞的DNA水凝胶注射至肿瘤病灶，响应肿瘤炎症环境实现T细胞的释放和激活，对小鼠黑色素瘤的局部免疫治疗效果显著。该研究为分离重要生物颗粒（干细胞、免疫细胞、外泌体等）提供了新的策略，为重大疾病的免疫治疗开拓了新的路径。

图1. DNA水凝胶网络用于肿瘤浸润T细胞高效捕获和黑色素瘤局部免疫治疗

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T Lymphocyte-Captured DNA Network for Localized Immunotherapy

Chi Yao, Chenxu Zhu, Jianpu Tang, Junhan Ou, Rui Zhang, and Dayong Yang*

J. Am. Chem. Soc., 2021, DOI: 10.1021/jacs.1c07036

研究团队简介

仰大勇课题组以生物大分子DNA为研究主线，聚焦DNA生物功能材料化学组装与智能制造，并用于生命分析和疾病治疗。

仰大勇

https://www.x-mol.com/university/faculty/48490 

课题组主页

http://yanglab-dna.com/