胶原酶修饰的兼具肿瘤靶向和pH响应的多功能纳米药物输送体系的构建

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51503001
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

For the past few years, pH-responsive nano-drug delivery systems were investigated thoroughly and widely used in antitumor area. However, it is crucial for these acid-sensitive carriers to penetrate into tumor parenchyma and uptake by cancer cells after leak out from the tumor blood vessels to realize pH-responsive drug release. It shows significant low pH values (<6.8) only at the area of 200 μm far from vascular in tumor tissues, which is due to the abnormal tumor microenvironment. Extracellular matrix (ECM) is composed of a dense collagen network, which is one of the major obstacles that can significantly impede the penetration of nanoparticles into tumors. In this study, we aim to synthesize a series of drug-loaded polymer nanogels by the interaction between soybean peptide from hydrolysis of soy protein and pH-responsive orthoester monomers. After then, tumor homing peptide iRGD will be decorated on the surface of nanogels to improve its tumor-targeting ability. In order to enhance the penetration capacity in ECM, these nanogels will be modified with collagenase to select degrade ECM. From this research, the development of collagenase modified tumor-targeting and pH-responsive multi-functional nano-drug delivery systems with excellent permeability in tumor area and control drug release is expected to be able to realize.
酸敏感纳米药物输送体系从肿瘤血管中渗透到肿瘤实质且被癌细胞摄取是顺利实现pH响应给药的关键。由于肿瘤生理的异常,只有在距离血管超过200μm的地方,才表现出较低的pH值(<6.8),而致密的细胞外基质(ECM)是纳米药物载体在肿瘤中渗透的主要阻碍之一。本项目拟选用大豆肽和酸敏感原酸酯单体制备pH响应纳米凝胶,进一步将胶原酶和肿瘤靶向多肽iRGD共价修饰在其表面制备多功能载药纳米凝胶:胶原酶可以有效降解ECM的主要成分胶原蛋白,为载体的渗透打开“通道”;iRGD能够特异性识别癌细胞表面受体,赋予了载体主动靶向功能;酸性条件下原酸酯键断裂造成载体解聚,从而实现选择性控制释放药物的目的。通过本项目的研究,有望制备能够有效渗透肿瘤间质,且兼具主动靶向及pH响应的多功能载药纳米凝胶,达到有效抑制肿瘤的目的,为抗肿瘤纳米药物输送体系的研究提供新的思路和方法。

结项摘要

主动靶向富集能力、良好的肿瘤组织渗透能力和肿瘤内pH响应释放药物是提高纳米载体药物输送能力,顺利实现疗效的关键。然而,致密的细胞外基质(ECM)是纳米药物载体在肿瘤中渗透的主要阻碍之一。本项目首先合成酸敏感原酸酯单体作为交联剂,在水溶液中与双键修饰的海藻酸大分子反应,得到pH响应的纳米凝胶,并进一步将胶原酶修饰在纳米凝胶表面,得到复合纳米凝胶。胶原酶可以有效降解ECM,提高修饰后纳米凝胶的肿瘤内渗透能力。对制备的纳米凝胶的生理稳定性及pH响应降解和药物释放能力进行了详细研究。通过多种癌细胞株及对应的多细胞球体详细研究了该药物载体的细胞摄取及毒性,并利用小鼠肝癌模型研究了该药物输送体系在体内的药物分布、肿瘤富集和渗透以及抗肿瘤能力。胶原酶修饰后降解了ECM,显著增强了纳米凝胶的肿瘤内渗透和扩散能力,得到更高的药物富集和更好的抗肿瘤效应。为了提高药物输送体系的肿瘤靶向能力,本项目设计制备了乳糖酸和菠萝蛋白酶修饰的壳聚糖纳米药物载体用于阿霉素的输送。乳糖酸可以提高纳米粒子的肿瘤靶向能力,而菠萝蛋白酶可以降解ECM提高纳米粒子的渗透能力。对制备的纳米粒子的化学结构、粒径大小、稳定性、药物负载及降解能力进行了详细表征。利用多种癌细胞株研究了纳米粒子被癌细胞摄取能力和细胞毒性,利用荷瘤小鼠研究了该体系的肿瘤靶向、药物分布、肿瘤渗透、扩散能力和抗肿瘤效应。通过本项目的研究,有望制备能够有效渗透肿瘤间质,且兼具主动靶向及pH响应的多功能载药纳米凝胶,达到有效抑制肿瘤的目的,为抗肿瘤纳米药物输送体系的研究提供新的思路和方法。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Folic acid-modified soy protein nanoparticles for enhanced targeting and inhibitory
叶酸修饰的大豆蛋白纳米颗粒可增强靶向性和抑制性
  • DOI:
    10.1016/j.msec.2016.10.018
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Materials Science and Engineering: C
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Cheng Xu;Wang Xin;Cao Zhipeng;Yao Weijing;Wang Jun;Tang Rupei
  • 通讯作者:
    Tang Rupei
Succinyl pullulan-crosslinked carboxymethyl chitosan sponges for potential wound dressing
琥珀酰支链淀粉交联羧甲基壳聚糖海绵用于潜在的伤口敷料
  • DOI:
    10.1080/00914037.2016.1182912
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Polymeric Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang Xin;Zhang Di;Wang Jun;Tang Rupei;Wei Bing;Jiang Qiong
  • 通讯作者:
    Jiang Qiong
Hyaluronic acid nanogels prepared via ortho ester linkages show pH-triggered behavior, enhanced penetration and antitumor efficacy in 3-D tumor spheroids
通过原酸酯键制备的透明质酸纳米凝胶在 3-D 肿瘤球体中表现出 pH 触发行为、增强的渗透性和抗肿瘤功效
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2017.05.033
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Colloid and Interface Science
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Yang Guanqing;Fu Shengxiang;Yao Weijing;Wang Xin;Zha Qian;Tang Rupei
  • 通讯作者:
    Tang Rupei
pH-sensitive carboxymethyl chitosan hydrogels via acid-labile ortho ester linkage for potential biomedical applications
通过酸不稳定原酸酯键连接的 pH 敏感羧甲基壳聚糖水凝胶,用于潜在的生物医学应用
  • DOI:
    10.3390/biom10040661
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Carbohydrate Polymers
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Hu Liefeng;Zhang Panpan;Wang Xin;Cheng Xu;Qin Jiejie;Tang Rupei
  • 通讯作者:
    Tang Rupei
Folic acid-conjugated soybean protein-based nanoparticles mediate efficient antitumor ability in vitro
叶酸结合的大豆蛋白纳米颗粒在体外介导有效的抗肿瘤能力
  • DOI:
    10.3390/ijms21072282
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Biomaterials Applications
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yao Weijing;Zha Qian;Cheng Xu;Wang Xin;Wang Jun;Tang Rupei
  • 通讯作者:
    Tang Rupei

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其他文献

降海鲑渗透生理及入海窗口期的研究进展
  • DOI:
    10.16441/j.cnki.hdxb.20180349
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国海洋大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周演根;杨静雯;熊莹槐;王芳;王鑫;董双林
  • 通讯作者:
    董双林
核衣壳蛋白VP39融合TAT转导肽对杆状病毒转导哺乳动物细胞的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生物工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鑫;李俪;钟江;尹隽
  • 通讯作者:
    尹隽
C_8-oxo-HSL对P.aeruginosa在污水处理中生长特性影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周礼杰;王鑫;韩倩;朱婷婷;成功;夏四清
  • 通讯作者:
    夏四清
星点设计 - 效应面法优选“扶正固本”方 最佳提取工艺
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国民族民间医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢红军;肖瑶;王鑫;李学涛
  • 通讯作者:
    李学涛
基于AQWA的带支腿浮式结构的水动力特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    解放军理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈徐均;苗玉基;沈海鹏;武海浪;王鑫
  • 通讯作者:
    王鑫

其他文献

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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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