基于TJ/AJ蛋白分布特性差异促角膜透过、晶状体上皮层胞内释药的双重膜修饰非对称脂质双层基因传递系统及机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81760639
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    37.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3408.药剂学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The development of cataract could be effectively inhibited by siRNA, however, how to improve the stability of the siRNA, elevate the transportation of siRNA across the corneal physiological and biochemical barriers, and achieve the cytoplasmic siRNA release in human lens epithelial cells (HLECs), are the key issues for siRNA to complete the gene silencing in eyes. Previous studies have found that trimethyl chitosan (TMC) could cause biological adhesion under the corneal charged environment and interact with tight junction proteins to promote the distribution of particles in the deeper corneal epithelial cells by paracellular pathway. In order to further improve HLECs-targeting effect, in combination with the typical difference of distribution of adherens junction protein E-cadherin in epithelium of cornea and lens, from cell membrane to the cytoplasm, we design the construction of a PARP-1 siRNA-loaded asymmetric lipid bilayers nanoparticle with Ca-P as cores (siNPs) and achieve high encapsulation. TMC and TMC-ADT6 peptides copolymer work as outer layer-modifying materials to separately open corneal tight junction/adherens junction, target to cytoplasm of HLECs and achieve endosomal escape of PARP-1 siRNA. The siNPs are assumed to adjust the cell permeability, enhance the targeting effect and stability of siRNA and ultimately improve the ophthalmic application of PARP-1 siRNA in the treatment of cataract from the animal, tissue and cell levels. The work will provide a systematic and universal model to study transmembrane ocular absorption of water soluble and macromolecular drugs, and further enrich the ocular drug delivery system theory.
siRNA可高效专一抑制白内障的发生发展,然而如何提高其稳定性、促进其跨越角膜理化屏障并实现晶状体上皮细胞(HLECs)胞内释放,是siRNA经眼传递完成基因沉默的关键问题。前期研究发现三甲基壳聚糖(TMC)在角膜荷电环境下可发生生物黏附,通过与紧密连接蛋白作用促微粒经细胞间途径渗透至角膜上皮深层。为进一步实现HLECs靶向,结合黏合连接蛋白E-cadherin在角膜/晶状体上皮层的分布由膜间转移至胞浆的特点,本课题以磷酸钙粒子为内核构建PARP-1 siRNA高效包封非对称脂质双层纳米粒,以TMC及TMC-ADT6多肽共聚物为修饰,分别打开角膜紧密连接/黏合连接,主动靶向HLECs胞浆并释药,从动物、组织、细胞水平,调控细胞间通透性、提高siRNA靶向性及稳定性,最终完成基因经眼治疗白内障,为水溶性、大分子药物眼部吸收提供系统性通用性较强的研究模式,可进一步完善眼部给药系统的制剂学理论。

结项摘要

前期研究发现三甲基壳聚糖(TMC)在角膜荷电环境下可发生生物黏附,通过与紧密连接蛋白作用促微粒经细胞间途径渗透至角膜上皮深层。本课题采用qRT-PCR实验筛选最佳沉默效果的PARP-1 siRNA,眼部刺激性实验确定TMC最终浓度为0.1%。采用反相微乳法制备DOPA脂质包裹的磷酸钙粒子为内核、薄膜分散法构建DOPC高效包封内核的膜修饰非对称脂质双层纳米粒TMC-siNPs。TMC-siNPs粒子形态呈球形且分散性良好;平均粒径为(57.3±0.6)nm,粒径分布良好;Zeta电位为(19.8±0.7)mV,显著高于TMC未修饰组,且琼脂糖凝胶电泳表明siRNA能稳定的包裹于纳米粒中,放置稳定性良好,血清稳定性良好,细胞毒性低。细胞摄取结果表明,相同时间下TMC-siNPs荧光强度明显强于Free-siRNA组,且随着时间增加,荧光逐渐增强。角膜透过性实验结果表明,与Free-siRNA组相比,siNPs、TMC-siNPs渗透至角膜深层的距离分别是Free-siRNA组的4倍和6倍,且主要通过细胞旁路通道途径发生角膜透过。TMC-siNPs能显著延长制剂的角膜滞留时间,同时siNPs、TMC-siNPs均能改善大鼠晶状体浑浊度,调节晶状体的过氧化态。与模型组相比,siNPs组和TMC-siNPs组大鼠晶状体内的PARP-1 mRNA水平分别降低了30.3%和44.0%,同时TMC-siNPs 作用后的大鼠晶状体内的PARP-1蛋白含量与模型组和siNPs相比显著下降,下降了39.5%和38.9%,且TMC-siNPs组大鼠晶状体内Caspase-3蛋白表达水平与模型组相比均有所上升,对氧化应激下眼部组织内SOD和ATP等氧化还原态具有调节作用,最终完成基因经眼治疗白内障,为水溶性、大分子药物眼部吸收提供系统性通用性较强的研究模式,可进一步完善眼部给药系统的制剂学理论。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
载siRNA的眼用三甲基壳聚糖修饰纳米粒的制备及其跨角膜作用评价
  • DOI:
    10.1002/ajmg.b.32862
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国新药杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何瑶;赖梦琴;李翔(通讯作者);刘骏;周雄;金一;张婧(通讯作者)
  • 通讯作者:
    张婧(通讯作者)
Traditional herbal medicine and nanomedicine: Converging disciplines to improve therapeutic efficacy and human health
传统草药和纳米医学:融合学科以提高治疗效果和人类健康
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Advanced Drug Delivery Reviews
  • 影响因子:
    16.1
  • 作者:
    Zhang Jing;Hu Kaili;Di Liuqing;Wang Penglong;Liu Zhidong;Zhang Jinming;Yue Pengfei;Song Wantong;Zhang Jingwei;Chen Tongkai;Wang Zuhua;Zhang Yongtai;Wang Xiaoying;Zhan Changyou;Cheng Yung-Chi;Li Xiang;Li Quan;Fan Jing-Yu;Shen Youqing;Han Jing-Yan;Qiao Hong
  • 通讯作者:
    Qiao Hong
Co-delivery of gemcitabine and paclitaxel in cRGD-modified long circulating nanoparticles with asymmetric lipid layers for breast cancer treatment
在 cRGD 修饰的具有不对称脂质层的长循环纳米颗粒中共同递送吉西他滨和紫杉醇用于乳腺癌治疗
  • DOI:
    10.3390/molecules23112906
  • 发表时间:
    2018-11-07
  • 期刊:
    Molecules
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhang J;Zhang P;Zou Q;Li X;Fu J;Luo Y;Liang X;Jin Y
  • 通讯作者:
    Jin Y
Anticancer activities of phytoconstituents and their liposomal targeting strategies against tumor cells and the microenvironment
植物成分的抗癌活性及其针对肿瘤细胞和微环境的脂质体靶向策略
  • DOI:
    10.1016/j.addr.2020.05.006
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Advanced Drug Delivery Reviews
  • 影响因子:
    16.1
  • 作者:
    Zhang J;Li X;Huang L
  • 通讯作者:
    Huang L
丹皮酚磺酸钠即型凝胶角膜透过性及其对小鼠免疫性结膜炎治疗作用
  • DOI:
    10.13286/j.cnki.chinhosppharmacyj.2018.11.06
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国医院药学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张婧;高书亮;刘亚丽;谢学军;张鹏;李翔;孔小强;季苗苗;杨明(通讯作者)
  • 通讯作者:
    杨明(通讯作者)

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其他文献

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    --
  • 作者:
    张婧;王太勇;郑惠江;李敬财;汪文津
  • 通讯作者:
    汪文津
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张婧;张述伟;王佳;李春虎
  • 通讯作者:
    李春虎
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈衍彪;罗果萍;孙晨晨;张婧
  • 通讯作者:
    张婧
双“RGD基序”口蹄疫病毒的拯救及其受体介导的入胞路径研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    宫晓华;白兴文;李平花;包慧芳;孙普;马雪青;袁红;李冬;曹轶梅;付元芳;李坤;张婧;陈应理;卢曾军;刘在新
  • 通讯作者:
    刘在新
A novel hybrid grey wolf optimizer algorithm for unmanned aerial vehicle (UAV) path planning
一种用于无人机路径规划的新型混合灰狼优化算法
  • DOI:
    10.48550/arxiv.1903.01267
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Knowledge-Based Systems
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    曲承志;盖文东;张婧;钟麦英
  • 通讯作者:
    钟麦英

其他文献

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基于Ca-P成型非对称脂质双层异性双药纳米粒弱化基质渗透屏障并高效接触深层肿瘤细胞的技术研究
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  • 批准年份:
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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