厂长资源

肿瘤免疫治疗中，PD-1/PD-L1免疫检查点阻断已广泛应用于多种恶性肿瘤的临床治疗。然而，仍面临肿瘤响应率有限、耐药性频发以及术后复发率较高等难题。传统抗体药物与单一蛋白降解技术多聚焦于抑制或清除肿瘤细胞膜表面PD-L1蛋白，无法阻止肿瘤细胞持续的PD-L1转录以及新生蛋白的合成，导致蛋白表达易快速回弹，难以达成长效、彻底的免疫抑制阻断。因此，从蛋白降解与基因转录双层级协同调控PD-L1表达，成为突破肿瘤免疫治疗耐药与复发困境的关键所在。

针对上述难题，厂长资源 仰大勇教授与天津大学合成生物与生物制造学院姚池教授合作，创新性地开发出一种基于滚环扩增技术构建的可编程、肿瘤微环境响应型DNA水凝胶材料，巧妙融合由多聚适配体构成的溶酶体靶向嵌合体（LYTAC）降解技术与靶向转录沉默技术，构建“蛋白降解+基因沉默”双重协同通路，实现对肿瘤PD-L1的持续高效抑制。该体系成功重塑肿瘤免疫微环境，增强抗肿瘤免疫应答，在黑色素瘤原位模型及术后复发模型中展现出显著的肿瘤抑制效果，为实体瘤局部精准免疫治疗开辟了新的可编程核酸材料策略。该成果发表于《美国科学院院刊》（Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.）。

研究团队充分利用DNA材料高可编程性与模块化的突出优势，设计并构建了双功能一体化DNA水凝胶治疗体系。该水凝胶通过滚环扩增反应生成两条超长DNA链，它们通过碱基互补交联形成三维多孔网络，同时整合多价PD-L1/M6PR双适配体嵌合体与SMARCAL1靶向siRNA（siSMARCAL1），分别发挥膜蛋白降解与转录抑制的功能，从而构建多层次PD-L1调控网络。在肿瘤炎症微环境中，水凝胶负载的酶响应纳米颗粒能够特异性响应肿瘤高表达的蛋白水解酶，释放限制性内切酶HhaI，对预设酶切位点进行精准切割，实现治疗组分在原位的时序释放。释放后的多价嵌合体可同时识别肿瘤细胞表面的PD-L1和溶酶体转运受体M6PR，高效介导PD-L1的内吞与溶酶体降解，从而直接清除肿瘤表面的免疫抑制屏障。同时，肿瘤细胞膜PD-L1的特异性结合会竞争性释放水凝胶负载的siSMARCAL1，并凭借细胞膜局部高浓度效应，提升siRNA胞内递送效率，有效沉默PD-L1上游调控因子SMARCAL1，从转录源头阻断PD-L1的新生合成，成功解决单一降解技术易出现疗效回弹的问题。

双重模式的PD-L1阻断可显著诱导肿瘤细胞发生免疫原性细胞死亡（ICD），促进钙网蛋白外翻及HMGB1释放等损伤相关分子模式的分泌，增强树突状细胞成熟与抗原呈递能力，提高CD4⁺与CD8⁺效应T细胞在肿瘤组织中的肿瘤浸润水平。同时，该体系还能激活cGAS-STING天然免疫通路，进一步重塑抗肿瘤免疫微环境。小鼠黑色素瘤原位治疗模型及术后复发模型结果表明，该可编程DNA水凝胶不仅能够显著抑制肿瘤生长与术后复发，还可有效降低肿瘤组织中PD-L1表达水平，促进肿瘤细胞凋亡，增强促炎细胞因子分泌，最终激活持久且强效的抗肿瘤免疫应答。

该工作充分挖掘并发挥了DNA水凝胶结构可编程、功能可模块化、微环境可响应及生物相容性优异等诸多优势，突破传统单一免疫治疗策略的局限，首次将多价LYTAC模拟蛋白降解与靶向转录沉默技术整合于同一核酸材料平台，实现对肿瘤免疫检查点的多维度、长效化精准调控。该体系具有良好的通用性，仅通过替换适配体和siRNA序列即可拓展应用于不同肿瘤靶点的治疗，为开发下一代可编程、精准化、长效化的实体瘤局部免疫治疗新材料提供了全新的设计思路。

原文链接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2602147123