三维扫描式大梯度强磁场增强药物对GPCR激活效率的机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51077064
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    38.0万
  • 负责人：
    韩小涛
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    E0708.生物电磁技术
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

G蛋白偶联受体（GPCR）参与很多重要的生理进程，是最重要的药物作用靶点之一。但在现有体外细胞水平筛选体系中，药物分子需样量高、难以达到与受体作用的饱和浓度等因素使得GPCR筛选药物效率低下，如何提高药物利用率和增强GPCR的激活效率是解决这一问题的关键。鉴于磁性微粒在外加梯度磁场下可受电磁力引导作靶向运动，本项目将研究设计基于电磁方式的三维可扫描式磁体系统，由一个静止磁体和两个运动磁体分别在器皿底部产生大梯度磁场，在空间上进行叠加。通过控制运动磁体在二维方向上的扫描方式，可分别在器皿底部形成面、线、点状动态大梯度磁场，实现对磁微粒的精细化靶向引导。在此基础上，将药物小分子化合物同磁纳米颗粒偶联形成磁性药物，研究不同电磁力形式影响药物对GPCR激活效率的作用机理，探讨药物与靶点在外加磁场条件下的作用模式与规律，对提升药物筛选和药效评价技术、推进药物研发具有重要意义。

结项摘要

G蛋白偶联受体（GPCR）是已知数目最多的细胞表面受体家族，参与众多重要的生理进程。但由于目前体外细胞水平多孔板筛选体系中存在药物分子需样量高、溶解性差、小分子难以达到与受体作用的饱和浓度等问题使得其筛选药物率低下。本项目首次提出将磁靶向系统引入到GPCR激活过程，通过采用梯度磁场力将吸附磁性粒子的药物靶向运动到表达其受体的细胞表面，从而大幅提高药物的有效作用浓度，实现药物与GPCR间的高效激活。所取得的主要成果有：（1）研制了两套基于96孔板均匀梯度磁场源系统并用于探索不同电磁力形式下药物与GPCR间的作用机理及激活效率变化规律；(2) 建立了磁靶向系统中磁场、流场和浓度场下的强耦合动力学模型，可用于有效预测磁性药物分子的动力学行为和聚集特性；(3) 明确了不同磁场条件下药物与GPCR间激活效率的变化规律，给出了相应的机制说明；（4） 验证了利用磁靶向系统来增强药物对GPCR激活效率新方法的有效性，显著降低了GPCR最大激活水平的50%时所需的药物浓度，为优化以GPCR为靶点的药物筛选平台奠定了坚实基础。

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（0）
Design and Evaluation of Three-Dimensional Electromagnetic Guide System for Magnetic Drug Delivery
磁性药物输送三维电磁导向系统的设计与评估
  • DOI：
    10.1109/tasc.2011.2176456
  • 发表时间：
    2012-06-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Han, Xiaotao;Cao, Quanliang;Li, Liang
  • 通讯作者：
    Li, Liang
Design of a Program-Controlled Precise Synchronous Triggering System Applied to Pulsed High Magnetic Field Facility
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  • DOI：
    10.1109/tasc.2012.2186779
  • 发表时间：
    2012-03
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Applied Superconductivity
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Xie, Jianfeng;Han, Xiaotao;Shi, Jiangtao;Li, Liang
  • 通讯作者：
    Li, Liang
Function Design and Implementation of a Central Control System of a Pulsed High Magnetic Field Facility
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Applied Superconductivity
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    X.T. Han;Y. Cai;J.F. Xie;et al.
  • 通讯作者：
    et al.
Precise Measurement of the Inductance and Resistance of a Pulsed Field Magnet Based on Digital Lock-in Technique
基于数字锁定技术的脉冲场磁体电感和电阻的精确测量
  • DOI：
    10.1109/tasc.2011.2177056
  • 发表时间：
    2012-06-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Han, Xiaotao;Ding, Pengcheng;Li, Liang
  • 通讯作者：
    Li, Liang
Analysis and Optimal Design of Magnetic Navigation System Using Helmholtz and Maxwell Coils
亥姆霍兹和麦克斯韦线圈磁导航系统的分析与优化设计
  • DOI：
    10.1109/tasc.2011.2174583
  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Applied Superconductivity
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Cao, Quanliang;Han, Xiaotao;Zhang, Bo;Li, Liang
  • 通讯作者：
    Li, Liang

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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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