智能诊疗剂的制备及在PET/MRI/PA三模态成像和靶向热疗中应用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51573096
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    64.0万
  • 负责人：
    黄鹏
  • 依托单位：
    深圳大学
  • 学科分类：
    E0310.其他有机高分子功能材料
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Activatable theranostics are novel clinical solutions for the major issue of the separation of tumor diagnosis and treatment. Based on our previous studies, we design and prepare a RGD4C peptide conjugated radionuclide Cu-64 labelled magnetic melanin nanopaticles (RGD-64Cu-MMNs) for positron emission tomography (PET), magnetic resonance imaging (MRI), and photoacoustic (PA) tri-modal imaging guided targeting hyperthermia of U87MG glioblastoma cancer. The bioploymer melanin is used as the biotemplate to direct the synthesis of magnetic nanoparticles by biomimetic synthesis method. Then RGD4C is conjugated with MMNs. The radionuclide Cu-64 is labelled with MMNs by the high affinity of metal ions of melanin, which is employed for PET imaging. Meanwhile, the superparamagetism and near-infrared (NIR) absorbance of MMNs are used for MRI and PA imaging, respectively. Based on imaging guide, the photoactive hyperthermia effect of RGD-MMNs, upon 808 nm laser irradiation, can be used for targeted photothermal therapy of glioblastoma cancer, as well as further investigation on the possible mechanism of the treatment. Organic fusion of multi-modal imaging and photothermal therapy based on one nanoplatform enables early diagnosis, accurate positioning, efficient therapy, real-time monitoring curative effect of glioblastoma cancer.
肿瘤的诊断与治疗分离是肿瘤临床主要问题之一，智能诊疗剂有望解决这个问题。本项目拟在我们前期工作的基础上，设计和制备RGD多肽共轭的放射性核素Cu-64标记的磁性黑色素纳米诊疗剂（RGD-64Cu-MMNs），用于神经胶质瘤的PET、MRI和光声（PA）成像和靶向热疗。利用黑色素作为模板通过仿生法控制合成磁性黑色素纳米颗粒（MMNs），然后共价偶联RGD。利用黑色素能吸附金属离子的生物功能，对MMNs进行放射性核素Cu-64标记，实现PET成像。同时利用MMNs超顺磁性和近红外吸收特性实现MRI和PA成像。在成像指导下，利用MMNs在808 nm激光光照作用下的光热转换效应，达到光热治疗的效果，并深入探讨其可能机制。本研究利用纳米技术平台创新性地将肿瘤的诊断和治疗有机地融合，有望为解决神经胶质瘤的诊断、精确定位、高效治疗、疗效实时监测等关键科学问题提供理论和技术基础。

结项摘要

肿瘤的诊断与治疗分离是肿瘤临床诊疗主要问题之一。构建具有先进功能纳米材料及智能响应特性的纳米结构有望实现肿瘤的诊疗一体化。在这个项目（No. 51573096）资助下，我们制备放射性核素Cu-64标记的黑色素包裹的磁性纳米诊疗剂（64Cu-MMNs），用于神经胶质瘤的PET、MRI和光声（PA）成像和光热治疗。利用黑色素作为模板通过仿生法控制合成黑色素包裹的磁性纳米颗粒（MMNs）。利用黑色素能吸附金属离子的生物功能，对MMNs进行放射性核素Cu-64标记，实现PET成像。同时利用MMNs超顺磁性和近红外吸收特性实现MRI和PA成像。在成像指导下，利用MMNs在808 nm激光光照作用下的光热转换效应，达到光热治疗的效果，并深入探讨其可能机制。本研究利用纳米技术平台创新性地将肿瘤的诊断和治疗有机地融合，有望为解决神经胶质瘤的诊断、精确定位、高效治疗、疗效实时监测等关键科学问题提供理论和技术基础。在此基金资助下，我们以第一或通讯作者身份发表SCI论文46篇。同时，申请中国发明专利9项。

项目成果

期刊论文数量（46）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（9）
Radiolabeling Silica-Based Nanoparticles via Coordination Chemistry: Basic Principles, Strategies, and Applications.
通过配位化学放射性标记二氧化硅基纳米粒子：基本原理、策略和应用
  • DOI：
    10.1021/acs.accounts.7b00635
  • 发表时间：
    2018-03-20
  • 期刊：
    Accounts of chemical research
  • 影响因子：
    18.3
  • 作者：
    Ni D;Jiang D;Ehlerding EB;Huang P;Cai W
  • 通讯作者：
    Cai W
Graphene-based nanomaterials for bioimaging.
用于生物成像的石墨烯基纳米材料
  • DOI：
    10.1016/j.addr.2016.05.013
  • 发表时间：
    2016-10-01
  • 期刊：
    Advanced drug delivery reviews
  • 影响因子：
    16.1
  • 作者：
    Lin J;Chen X;Huang P
  • 通讯作者：
    Huang P
Multimodal-Imaging-Guided Cancer Phototherapy by Versatile Biomimetic Theranostics with UV and γ-Irradiation Protection.
通过具有紫外线和伽马射线防护的多功能仿生治疗学进行多模态成像引导的癌症光疗
  • DOI：
    10.1002/adma.201505700
  • 发表时间：
    2016-05
  • 期刊：
    Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lin J;Wang M;Hu H;Yang X;Wen B;Wang Z;Jacobson O;Song J;Zhang G;Niu G;Huang P;Chen X
  • 通讯作者：
    Chen X
Stimuli-Responsive Programmed Specific Targeting in Nanomedicine.
纳米医学中的刺激响应程序化特异性靶向。
  • DOI：
    10.1021/acsnano.6b00870
  • 发表时间：
    2016-03-22
  • 期刊：
    ACS nano
  • 影响因子：
    17.1
  • 作者：
    Wang S;Huang P;Chen X
  • 通讯作者：
    Chen X
A Melanin-Based Natural Antioxidant Defense Nanosystem for Theranostic Application in Acute Kidney Injury
基于黑色素的天然抗氧化防御纳米系统在急性肾损伤治疗中的应用
  • DOI：
    10.1002/adfm.201904833
  • 发表时间：
    2019-11-01
  • 期刊：
    ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
  • 影响因子：
    19
  • 作者：
    Sun, Tuanwei;Jiang, Dawei;Cai, Weibo
  • 通讯作者：
    Cai, Weibo

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  • 通讯作者：
    张云

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黄鹏的其他基金

肾脏特异性蓄积的纳米酶药物用于急性肾损伤诊疗研究
  • 批准号：
    82071985
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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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