澳大健康科學學院研究團隊建立熒光探針斑馬魚模型助力腫瘤免疫治療

澳門大學健康科學學院羅茜教授的研究團隊在腫瘤免疫治療動物模型開發取得最新進展。研究團隊利用斑馬魚建立了一套可在體內實時觀察自然殺傷細胞（NK cell）殺死腫瘤細胞的動物模型，該模型能夠作為體內強大的工具，能用作評價基於NK細胞的免疫療法的治療效果。相關成果已獲國際知名期刊《生物傳感器與生物電子學》（Biosensors and Bioelectronics）刊登。

近年來，基於NK細胞的腫瘤免疫療法吸引了業界的關注。NK細胞能夠不經過抗原識別直接殺死腫瘤細胞。相較T細胞而言，基於NK細胞的療法對健康細胞的免疫攻擊性低，且潛在的副作用更小。因而多種新型的治療性NK細胞正不斷被開發出來，如臍帶血NK細胞、幹細胞來源NK細胞、細胞因子誘導的記憶樣NK細胞和CAR NK細胞等。這些新型的治療性NK細胞的治療效果需要利用合適的動物模型作評估，能夠更有效地促進NK細胞療法的開發。

研究團隊在之前的研究中，利用基因工程技術，開發了一種基於熒光共振能量轉移（fluorescence resonance energy transfer，FRET）的蛋白熒光探針sensor C3用於實時跟蹤細胞凋亡。該探針在活細胞中發出綠色熒光，在凋亡細胞則會發出藍色熒光。研究人員使用sensor C3標記腫瘤細胞，紅色熒光蛋白（tdTomato）標記NK-92MI細胞，同時建立體外3D培養模型來研究NK細胞對腫瘤細胞的殺傷。結果顯示，在腫瘤細與NK細胞的共同培養組，6小時後已出現大量凋亡的腫瘤細胞，36小時後，腫瘤細胞幾乎全被NK細胞殺死，而在腫瘤細胞單獨培養的對照組，則很少出現腫瘤細胞的凋亡情況。

研究團隊隨後建立了一套可在體內實時觀察NK細胞殺死腫瘤細胞的動物模型，利用顯微注射系統將綠色的腫瘤細胞和紅色的NK細胞注射到斑馬魚幼魚的血液循環中，注射6小時後，可以看到腫瘤細胞分散到軀幹和尾部，並發生大量腫瘤細胞的凋亡，而在腫瘤細胞單獨注射的對照組中發現只有很少的藍色凋亡細胞。根據實驗統計結果得出，腫瘤細胞凋亡的峰值出現在注射12小時後，且NK細胞可以在36小時內幾乎殺死全部腫瘤細胞。斑馬魚的全身成像可以清晰地展示腫瘤細胞在體內的分布和NK細胞對腫瘤細胞的殺傷。而高分辨率成像則在單細胞水平更好地展示了NK細胞和腫瘤細胞的相互作用，如NK細胞會緊密地粘附腫瘤細胞，甚至會改變自身形態以更好地殺傷腫瘤細胞。實時成像則捕獲了NK細胞殺傷腫瘤細胞的動態過程，研究團隊發現NK細胞可以在40分鐘內識別單個腫瘤細胞並誘導其凋亡。這些結果顯示該熒光探針斑馬魚模型可以作為一種強大的體內工具，大大推動基於NK細胞的免疫治療方法的研究與開發。

相關論文的通訊作者為羅茜教授，博士生楊紅梅和博士後研究員賈皓為論文共同第一作者，趙琦副教授參與了相關研究工作。澳大健康科學學院動物研究核心實驗中心和生物成像及幹細胞核心實驗中心提供了重要支持。這項研究得到了澳門大學（檔案編號：MYRG 2020-00121-FHS）資助。研究文章的完整版本可瀏覽https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095656632200656X。