酶响应性纳米介孔硅药物控释系统及生物学评价研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21274169
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0507.医用材料化学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Considering the issues of low drug efficiency and high toxic side effect during liver tumor therapy, the project designs two types of enzyme responsive controlled drug release systems based on meseoporous silica nanoparticles (MSNs): matrix metalloproteinase responsive and glutathione reductase responsive systems. Those systems would be triggered by enzymes within tumor cells and extracellular microenvironment. Natural polymers (carboxymethyl chitosan, gelatin, hyaluronic acid, etc.) and natural proteins (bovine serum albumin, fibrinogen, etc) would be employed to seal the MSNs as capping agents, which are expected to improve the biocompatibility and reduce the inflammatory responses of the systems. The introduction of targeting molecules (folic acid, galactose, etc.) and cell-penetrating peptides (CPPs) would provide the systems with targeted drug delivery and improve cellular endocytosis efficiency. The study will investigate the enzyme responsive drug release property and its rules. Then, the study will systematically investigate at cellular and molecular levels on the cytocompatibility, intracellular distribution, cellular endocytosis pathways (i. g. clathrin pathway) and its mechanism, inflammatory reaction and its mechanism, intracellular delivery of anti-tumor drug (daunorubicin hydrochloride, doxorubicin etc.) and its induced cell apoptosis as well as mechanism of the MSNs controlled drug release systems. Finally, the study will investigate the distribution and targeted aggregation of the MSNs system within organs (liver, kidney and spleen etc.) and tumor tissue, and their inhibition effects on tumor therapy and the potential mechanism, by employing a naked mouse model. The study would provide important theory reference for the development of the similar controlled drug release system.
针对肝肿瘤治疗中药物利用效率低及毒副作用大的问题,本研究设计了基于肿瘤细胞及其细胞外微环境触发的2类酶响应性纳米介孔硅药物控释系统:金属基质蛋白酶响应性及谷胱甘肽还原酶响应性系统。拟采用天然大分子(羧甲基化壳聚糖、明胶、透明质酸等)及天然蛋白分子(牛血清蛋白、纤维原蛋白等)作为纳米介孔硅封堵剂,提高该系统的生物相容性及降低炎症响应。通过引入靶向分子(叶酸、半乳糖等)及细胞穿膜肽,赋予该系统靶向给药性能及提高细胞吞噬效率。研究酶响应性药物释放性能及规律。从细胞和分子水平系统地探究纳米介孔硅药物控释系统的细胞相容性、细胞内分布、细胞内吞途径(网格蛋白通路等)及机理、炎症响应及机制、抗肿瘤药物(多霉素盐酸盐、阿霉素等)细胞内释放诱导细胞凋亡及机制。以小鼠肿瘤模型探究该系统在肝、肾、脾等器官及肿瘤组织中的分布及靶向性聚集,对肿瘤治疗的抑制作用及机理。为此类药物控释系统的研究提供重要的理论依据。

结项摘要

肝肿瘤是一种浸袭和转移性、耐药性高的恶性肿瘤,已成为威胁人类身体健康的头号肿瘤。针对肝肿瘤治疗中药物利用效率低及毒副作用大的问题,本项目利用纳米介孔硅载体,研制了基于肿瘤细胞及其肿瘤微环境信号触发的及氧化-还原响应性、金属基质蛋白酶响应性及pH响应性药物控释系统,并在体内外评价了相关系统的生物学响应及分子机制。总体上讲,项目进展顺利,完成情况良好,在纳米药物控释系统一流期刊诸如ACS Nano、 Biomaterials、J Control Release、ACS Appl Mater & Interfaces、Journal of Materials Chemistry B等发表SCI论文18篇,1篇论文入选HCP论文。申请国家发明专利2项,培养博士生5名,硕士生3名,各项指标都超过或成倍合同要求的内容。已取得的研究成果,为今后进一步深入探究纳米药物控释系统用于临床肿瘤治疗打下了坚实的基础。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Redox-Responsive Nanocarrier Based on Heparin End-Capped Mesoporous Silica Nanoparticles for Targeted Tumor Therapy in Vitro and in Vivo
基于肝素封端介孔二氧化硅纳米粒子的氧化还原响应纳米载体用于体外和体内靶向肿瘤治疗
  • DOI:
    10.1021/la501924p
  • 发表时间:
    2014-07-08
  • 期刊:
    LANGMUIR
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Dai, Liangliang;Li, Jinghua;Cai, Kaiyong
  • 通讯作者:
    Cai, Kaiyong
Enzyme responsive drug delivery system based on mesoporous silica nanoparticles for tumor therapy in vivo
基于介孔二氧化硅纳米粒子的酶响应药物递送系统用于体内肿瘤治疗
  • DOI:
    10.1088/0957-4484/26/14/145102
  • 发表时间:
    2015-04-10
  • 期刊:
    NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Liu, Yun;Ding, Xingwei;Cai, Kaiyong
  • 通讯作者:
    Cai, Kaiyong
Oxidation-induced surface deposition of tannic acid: towards molecular gates on porous nanocarriers for acid-responsive drug delivery
氧化诱导的单宁酸表面沉积:面向多孔纳米载体上的分子门,用于酸响应药物输送
  • DOI:
    10.1039/c6ra15773d
  • 发表时间:
    2016-08
  • 期刊:
    Rsc Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yao, Xiaoping;Zheng, Xianying;Zhang, Jixi;Cai, Kaiyong
  • 通讯作者:
    Cai, Kaiyong
Intracellular redox-activated anticancer drug delivery by functionalized hollow mesoporous silica nanoreservoirs with tumor specificity
具有肿瘤特异性的功能化中空介孔二氧化硅纳米储库的细胞内氧化还原激活抗癌药物递送
  • DOI:
    10.1016/j.biomaterials.2014.05.058
  • 发表时间:
    2014-09-01
  • 期刊:
    BIOMATERIALS
  • 影响因子:
    14
  • 作者:
    Luo, Zhong;Hu, Yan;Zhao, Yanli
  • 通讯作者:
    Zhao, Yanli
Tumor therapy: targeted drug delivery systems
肿瘤治疗:靶向给药系统
  • DOI:
    10.1039/c6tb01743f
  • 发表时间:
    2016-11-14
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Dai, Liangliang;Liu, Junjie;Cai, Kaiyong
  • 通讯作者:
    Cai, Kaiyong

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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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