近日，华中科技大学生命学院、国家纳米药物工程技术研究中心李子福教授与杨祥良教授团队提出通过重构肿瘤干细胞小境清除肿瘤干细胞的新策略，基于该策略设计并研制了一种新型抗肿瘤前药分子及其纳米制剂，研究成果以“A novel prodrug and its nanoformulation suppress cancer stem cells by inducing immunogenic cell death and inhibiting indoleamine 2, 3-dioxygenase”为题发表在国际权威期刊Biomaterials（IF=12.479）。
恶性肿瘤已成为我国居民的第一位死亡原因，严重威胁国民健康。其中，肿瘤干细胞是阻碍恶性肿瘤治疗的主要障碍，临床数据显示大部分肿瘤中含有肿瘤干细胞。化疗药物是目前治疗各种肿瘤的主要手段，但传统的化疗药物不仅不能有效地杀伤肿瘤干细胞，还会增加肿瘤细胞的干性同时诱导肿瘤干细胞进入休眠，降低其对药物和免疫细胞的响应。此外，肿瘤内部免疫抑制性微环境通过免疫细胞、细胞因子、氨基酸等营造了一个适合肿瘤干细胞生长、增殖的肿瘤干细胞小境。如何有效地清除肿瘤干细胞是临床肿瘤治疗中亟需解决的重要问题。
基于以上背景，本研究提出一种通过重构肿瘤干细胞小境以清除肿瘤干细胞的新策略：一方面通过化疗药物诱导免疫原性细胞死亡，促进DC细胞成熟增强抗肿瘤免疫反应；另一方面通过抑制吲哚胺-2,3-加氧酶，调节免疫细胞、细胞因子、氨基酸等。结合两方面的作用，整体改善肿瘤干细胞小境，使其不再利于肿瘤干细胞生长，解除肿瘤干细胞休眠，增强肿瘤干细胞对化疗药物和免疫细胞的敏感性，从而有效杀伤肿瘤干细胞和肿瘤细胞，提高肿瘤治疗效果。基于该策略成功设计研发了一种新型抗肿瘤前药分子及其纳米制剂，在三阴性乳腺癌模型中其抗肿瘤疗效显著优于临床一线药物紫杉醇和伊立替康。
本研究通过结合免疫原性细胞死亡和抑制吲哚胺-2,3-加氧酶，改善肿瘤干细胞小境，解除干细胞休眠从而清除肿瘤干细胞，对杀伤肿瘤干细胞相关研究具有重要指导意义。本研究系统评价了前药分子CN及其纳米制剂的抗肿瘤活性，毒性以及最佳给药剂量。该前药分子CN及其纳米制剂已获得中国授权专利，并具有良好的临床转化前景。
华中科技大学生命学院博士生官建坤，硕士生吴毓昕，博士后刘欣博士为该论文的共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划（2020YFA0211200, 2020YFA0710700, 和2018YFA0208900），国家自然科学基金（31972927），华中科技大学科研基金（3004170130）、华中科技大学学术前沿青年团队（2018QYTD01）以及华中科技大学登峰计划的资助。
华中科技大学生命学院始建于1980年，“理工医交叉”特色鲜明，学科实力强大，拥有2个国家级重点学科，生物医学工程学科A+全国并列第一，生物学学科A-全国并列第九。是全国首批党建工作标杆院系。学院先后建成国家纳米药物工程技术研究中心、分子生物物理教育部重点实验室等16个国家、省部级科研平台。学院教师队伍中涌现出院士2人,国家级及各类教学名师13人次，国家各类优秀青年人才40余人次，获国家各类科技奖10余项，近年在包括Cell、Nature、Science及其子刊发表论文60余篇，获国际国内各类发明专项百余项。
