基于磁悬浮的癌症干细胞分离方法研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21675108
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0404.化学与生物传感
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Metastasis and recurrence of tumor are responsible for 90% of cancer-associated death. The existence of cancer stem cells (CSCs) in tumor is the key of metastasis and recurrence of tumor, current clinical treatment cannot efficiently kill CSCs. Thus, study of universal profile of CSCs could lead to more efficient anti-cancer therapy and cancer diagnosis. Isolation method limited the research of CSCs now. The key question is how to combine high efficient magnetic levitation isolation with universal intracellular biomarker to achieve high-throughput, high resolution, and universal isolation. In this proposal, we try to synthesis CSCs specific enzyme substrate modified Gd complex. The cytosolic enzyme digests the substrates in Gd complex, which could make the Gd retain inside CSC. And the specific magnetism property of CSCs increase. In a magnetic medium, CSCs and non-CSCs magnetically levitated at different height due to the difference of the specific magnetism property of CSCs and non-CSCs under an external magnetic field. The proposed methods have the high resolution of fluorescence-activated cell sorting and the high-throughput of magnetic beads based cell sorting, and did not rely on surface markers that are easily regulated by tumor microenvironment and personal immune system. We plan to study the epigenomic profile of the isolated CSCs and find universal signature for better early stage cancer diagnose by using our next generation DNA sequencing platform.
百分之九十的癌症致死病例由癌转移和肿瘤复发造成,癌症干细胞(CSCs)的存在是其关键因素,现有的治疗手段无法有效杀死CSCs。因此研究CSCs的表观基因组学特征是实现癌症早期诊断和治疗的有效途径。目前该领域的瓶颈是缺乏有效的CSCs分离手段,关键问题是如何将高分辨的磁悬浮细胞分离与细胞内标志物相结合,以实现高通量、高精度、普适性的CSCs分离。本项目拟合成带有癌症干细胞特异性酶底物的钆络合物,通过酶对底物的降解,使钆富集在癌症干细胞中使其磁化率升高。在磁性溶液中,利用癌症干细胞与非癌干细胞之间磁化率的差别,产生磁悬浮高度差,从而实现细胞分选。本方案兼具流式细胞分选的高精度和磁性微球分离的高通量,并且不依赖于易受到肿瘤微环境影响的表面标志物,可实现高效的癌症干细胞分离。利用二代测序平台研究分离得到的癌症干细胞的表观基因组学特征,为实现更准确的癌症早期诊断提供有力支持。

结项摘要

百分之九十的癌症致死病例由癌转移和肿瘤复发造成,癌症干细胞(CSCs)的存在是其关键因素,现有的治疗手段无法有效杀死CSCs。目前CSC研究的瓶颈是缺乏有效的CSCs分离手段,关键问题是如何将高分辨的磁悬浮细胞分离与细胞内标志物相结合,以实现高通量、高精度、普适性的CSCs分离。本项目执行期间设计与制作了细胞磁悬浮装置、合成了靶向癌干细胞配合物,实现了癌干细胞分离与验证。该分离方法,无需流式细胞仪。成本低廉,通量高。可用于从多种肿瘤细胞中快速分离癌干细胞亚群。同时也可用于具有乙醛脱氢酶(ALDH)特征的正常干细胞的分离中,比如人造血干细胞。基于对癌干细胞检测的需求,发展了多种针对癌细胞的体外核酸标志物检测新方法与在体荧光/化学发光荧光探针。本项目取得成果共发表学术论文13篇,其中Chemical Science, 1篇,Analytical Chemistry, 2篇,Chemical Communication, 1篇,Analytica Chimica Acta,1篇。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The distinct difference in azido sugar metabolic rate between neural stem cells and fibroblasts and its application for decontamination of chemically induced neural stem cells
神经干细胞与成纤维细胞叠氮糖代谢率的显着差异及其在化学诱导神经干细胞净化中的应用
  • DOI:
    10.1039/c9cc09362a
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chemical Communications
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Ren Yiqian;Qiang Yao;Duan Xinrui;Li Zhengping
  • 通讯作者:
    Li Zhengping
The imaging of local glucose levels in tumor periphery via peroxyoxalate chemiluminescent nanoparticle-glucose oxidase-doped alginate hydrogel
通过过氧草酸盐化学发光纳米粒子-葡萄糖氧化酶掺杂的藻酸盐水凝胶对肿瘤周围局部葡萄糖水平进行成像
  • DOI:
    10.1039/c9ay00625g
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Analytical Methods
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Li Zengjin;Zhu Beibei;Duan Xinrui;Tang Wei
  • 通讯作者:
    Tang Wei
Highly sensitive and multiplexed quantification of mRNA splice variants by the direct ligation of DNA probes at the exon junction and universal PCR amplification.
通过在外显子连接处直接连接 DNA 探针和通用 PCR 扩增,对 mRNA 剪接变体进行高灵敏度和多重定量
  • DOI:
    10.1039/c7sc00094d
  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
    Chemical science
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Wang H;Wang H;Duan X;Sun Y;Wang X;Li Z
  • 通讯作者:
    Li Z
Bright red fluorescent conjugated polymer nanoparticles with dibenzopyran as electron donor for cell imaging
以二苯并吡喃为电子供体的亮红色荧光共轭聚合物纳米颗粒用于细胞成像
  • DOI:
    10.1039/c7ay00585g
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Analytical Methods
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Fan Mengyue;Zhou Yuanyuan;Guo Yijing;Song Jinsheng;Duan Xinrui
  • 通讯作者:
    Duan Xinrui
A highly sensitive and photo-stable fluorescent probe for endogenous intracellular H2O2 imaging in live cancer cells
一种高灵敏度、光稳定的荧光探针,用于活癌细胞内源性 H2O2 成像
  • DOI:
    10.1016/j.dyepig.2018.02.015
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Dyes and Pigments
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Xu Fangyuan;Tang Wei;Kang Saisai;Song Jinsheng;Duan Xinrui
  • 通讯作者:
    Duan Xinrui

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    分析化学,2006,34(8),1149-1152。
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  • 作者:
    李正平;段新瑞
  • 通讯作者:
    段新瑞

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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

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          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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