自然杀伤细胞是抵抗感染引起先天免疫的第一道防线。作为先天免疫细胞，自然杀伤细胞可以在不需要抗原呈递的条件下自发清除感染。自然杀伤细胞一方面直接分泌穿孔素和颗粒酶B杀死靶向细胞；另一方面通过分泌细胞因子去调节免疫系统，引起获得性免疫细胞的成熟活化，继而攻击靶细胞。然而，在肿瘤免疫抑制性环境中，自然杀伤细胞的功能也会受到抑制，无法起到正常清除肿瘤的作用。基于自然杀伤细胞功能受到限制，研究人员开发了嵌合抗原受体-自然杀伤细胞（CAR-NK），但是用于构建CAR-NK细胞的转基因可能会给患者带来包括转基因插入突变在内的风险。而且，CAR-NK制备昂贵且费时。

武汉大学张先正教授（点击查看介绍）课题组通过模拟自然杀伤细胞的功能，设计并构建了一类基于红细胞膜乳化全氟己烷和葡萄糖氧化酶的人造自然杀伤细胞。该人造自然杀伤细胞主要模拟自然杀伤细胞的两大功能，直接杀死肿瘤细胞和调节免疫系统间接杀死细胞。一方面，根据耐受性和不同细胞富集的差异，人造自然杀伤细胞可以通过葡萄糖氧化酶消耗葡萄糖和产生过氧化氢特异性杀死肿瘤细胞；另一方面，人造自然杀伤细胞产生的过氧化氢有类似于细胞因子的作用，能引起炎症，募集免疫细胞，并且再教育巨噬细胞去攻击肿瘤细胞。全氟己烷用来运载氧气，为葡萄糖氧化酶催化反应供氧，同时也使乏氧肿瘤微环境正常化。

图1.人造自然杀伤细胞和自然杀伤细胞的对比

体外实验和体内实验均证明了人造自然杀伤细胞可以有效地特异性杀死肿瘤细胞并引起免疫活化。该人造自然杀伤细胞通过模拟自然杀伤细胞的功能，即使在免疫抑制性微环境中，也能起到自然杀伤细胞的作用。在自然杀伤细胞功能受限的免疫微环境中，人造自然杀伤细胞是自然杀伤细胞的有效补充。

图2. 人造自然杀伤细胞在体外特异性的杀死肿瘤细胞

这一成果近期发表在Advanced Materials杂志上。论文的第一作者为武汉大学博士研究生邹梅珍，通讯作者为武汉大学张先正教授。。

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Artificial Natural Killer Cells for Specific Tumor Inhibition and Renegade Macrophage Re-Education

Mei-Zhen Zou, Wen-Long Liu, Fan Gao, Xue-Feng Bai, Han-Shi Chen, Xuan Zeng, and Xian-Zheng Zhang

Adv. Mater., 2019, DOI: 10.1002/adma.201904495

导师介绍

张先正

https://www.x-mol.com/university/faculty/13628