酶控自组装多功能纳米粒子用于癌症的早期诊断、治疗及疗效评价

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21375121
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    梁高林
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    B0404.化学与生物传感
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Early detection, therapy, and therapeutic evaluation of cancer are the most important three stages for human being to treat cancer. Nuclear imaging has the highest sensitivity while optical imaging has the advantage of real time and high resolution. Therefore, combination of these two imaging modalities will help people more precisely detect cancer at an early stage. Nowadays, nanomaterials for imaging are mostly prepared in vitro before being injected into living subjects for imaging in vivo. Besides the difficulties of their fabrications, those nanomaterials are facing the problems of low uptake and difficult to target the targeting tissues/organs during the imaging in vivo. Inspired by nature and employing a platform of condensation reaction, in this project we design serials multifunctional (radioactive and fluorescent) probes/drugs. Under the action of the proteases in cancer cells, these probes/drugs will condense and self-assemble into multifunctional nanoparticles inside cells. Optical and radioactive properties of the nanoparticles will be used for the early detection, therapy, and therapeutic evaluation of cancer.
癌症的早期诊断、治疗、疗效评价是人类在对抗癌症过程中三个最重要的环节。核素成像具有灵敏度高的优势，光学成像具有实时、高分辨的优势，因此二者联用可以更准确地早期诊断癌症。目前被研究的用于成像的纳米材料通常都是在体外完成制备，然后注入活体内用于体内显像。除了在制备技术方面的难度外，这些纳米材料在用于体内显像时所碰到的最大的问题是低摄取以及对目标组织或器官的靶向困难。本项目将模拟自然，设计同时具有放射性和荧光的多功能小分子探针/药物，并利用一个新型缩合反应平台，在癌细胞内蛋白水解酶的作用下，引发被细胞摄取的小分子自身的缩合反应，并在细胞内控制性地自组装放射性/荧光纳米粒子用于癌症的早期诊断、治疗以及疗效评价。

结项摘要

癌症的早期诊断、治疗、疗效评价是人类在对抗癌症过程中三个最重要的环节。核素成像具有灵敏度高的优势，光学成像具有实时、高分辨的优势，因此二者联用可以更准确地早期诊断癌症。本项目将模拟自然，设计同时具有放射性和荧光的多功能小分子探针/药物，并利用一个新型缩合反应平台，在癌细胞内蛋白水解酶的作用下，引发被细胞摄取的小分子自身的缩合反应，并在细胞内控制性地自组装放射性/荧光纳米粒子用于癌症的早期诊断、治疗以及疗效评价。本项目共计发表论文28篇，总影响因子231.267，平均影响因子8.26。其中，2014年12月29日在国际著名学术期刊《美国化学会－纳米》上报导了一种新型、智能、靶向的19F磁共振造影剂的研制，并在构建有凋亡模型的斑马鱼上验证了其优异的靶向成像效果；2015年6月26日在国际著名学术期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上报导了一种智能弗林酶控制的抗多药耐药纳米粒子的研制，并在构建有多药耐药肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的抗多药耐药效果；2016年3月31日在国际著名学术期刊《纳米快报》上报导了一种能在化疗肿瘤内“智能”自聚集的磁共振纳米造影剂，并在构建有凋亡肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的肿瘤成像效果；2016年6月27日在国际著名学术期刊《美国化学会－纳米》上报导了一种利用细胞内组装－解组装萤光素纳米粒子的策略，实现体内外脂肪酸酰氨水解酶活性的持续跟踪，并在构建有肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的肿瘤持续生物自发光成像效果。

项目成果

期刊论文数量（28）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Intracellular Self-Assembly and Disassembly of (19)F Nanoparticles Confer Respective "Off" and "On" (19)F NMR/MRI Signals for Legumain Activity Detection in Zebrafish.
F-19 纳米颗粒的细胞内自组装和分解分别为斑马鱼 Legumain 活性检测提供“关闭”和“开启”F-19 NMR/MRI 信号
  • DOI：
    10.1021/acsnano.5b00287
  • 发表时间：
    2015-04
  • 期刊：
    ACS Nano
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Yuan Yue;Ge Shuchao;Sun Hongbin;Dong Xuejiao;Zhao Hongxin;An Linna;Zhang Jia;Wang Junfeng;Hu Bing;Liang Gaolin
  • 通讯作者：
    Liang Gaolin
Intracellular Self-Assembly of Cyclic D-Luciferin Nanoparticles for Persistent Bioluminescence Imaging of Fatty Acid Amide Hydrolase
环状 D-荧光素纳米颗粒的细胞内自组装用于脂肪酸酰胺水解酶的持久生物发光成像
  • DOI：
    10.1021/acsnano.6b03412
  • 发表时间：
    2016-07-01
  • 期刊：
    ACS Nano
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Yuan, Yue;Wang, Fuqiang;Liang, Gaolin
  • 通讯作者：
    Liang, Gaolin
In situ clicking methylglyoxal for hierarchical self-assembly of nanotubes in supramolecular hydrogel
原位点击甲基乙二醛用于超分子水凝胶中纳米管的分层自组装
  • DOI：
    10.1039/c5nr07179h
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Liu Shuang;Luo Yufeng;Liang Gaolin
  • 通讯作者：
    Liang Gaolin
Enzyme-instructed self-assembly of taxol promotes axonal branching
酶指导的紫杉醇自组装促进轴突分支
  • DOI：
    10.1039/c5nr04563k
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    NANOSCALE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Mei Bin;Miao Qingqing;Tang Anming;Liang Gaolin
  • 通讯作者：
    Liang Gaolin
Intracellular Disassembly of Self-Quenched Nanoparticles Turns NIR Fluorescence on for Sensing Furin Activity in Cells and in Tumors
自猝灭纳米颗粒的细胞内分解开启近红外荧光以感测细胞和肿瘤中的弗林蛋白酶活性
  • DOI：
    10.1021/acs.analchem.5b01656
  • 发表时间：
    2015-06-16
  • 期刊：
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Yuan, Yue;Zhang, Jia;Liang, Gaolin
  • 通讯作者：
    Liang, Gaolin

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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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