仿红细胞长循环和癌细胞高效靶向涂层构建及性能优化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21774100
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0507.医用材料化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Long circulation and tumor targeting are two essential requirements for nano-drug to concentrate onto tumor in safe and efficient chemotherapy. A representative nano-drug is micelle system formed with amphiphilic block-copolymers bearing folate and PEG. However, the slightly hydrophobic folate group is easily buried by the hydrophilic shell. Moreover, the micelle system can be dissociated by extreme dilution after intravenous injection. These two problems limit the improvement of the long circulation and tumor targeting performance. This project plans to improve long circulation and tumor targeting properties of nanoparticles by coating fabrication via a easy step-by-step method. Firstly, nanoparticles will be coated with polydopamine to provide active amino groups for further chemical modification. Secondly, small amount of HOOC-PEG-COOH is grafted on the surface by amidation for subsequent binding with ethanediamine folate (FA-NH2). Thirdly, the remaining surface amino groups are fully reacted with active ester groups linked on partial side-chains of phosphorylcholine polymers, forming erythrocyte mimetic surface to confer long circulation property. Finally, FA-NH2 is grafted at the PEG end carboxyl forming out-extended and number controllable folate receipt targeting coating. The proposed idea and method can be applied in different nanoparticles with different targeting systems. Therefore, the results, idea and method of this project can be used to reduce the toxicity and side effects of chemotherapy, and thus promote the development of nanomedicine.
靶向性和长循环性能兼具是纳米药物高选择性富集在肿瘤部位实现安全高效诊疗的基础。目前用含叶酸及PEG两亲性嵌段聚合物混合胶束为代表的靶向性诊疗药物,由于稀释解离及叶酸容易被包埋等原因,其靶向性和长循环性能不佳。本项目拟通过以下四步简单、温和的改性处理实现对不同类型纳米载体的长循环和靶向性高效修饰。①利用多巴胺的仿贻贝万能粘附作用在纳米颗粒表面构建聚多巴胺介导层提供化学修饰位点;②将少量的羧基化PEG用酰胺键接枝在介导层表面获得可靶向修饰的末端羧基;③在介导层表面剩余氨基上用酰胺键固定含大量两性离子的活性酯聚合物,获得仿红细胞膜结构的长循环性能;④将肿瘤靶向配体接枝在两性离子亲水壳层外长链PEG末端羧基,形成靶向配体向外伸展、数量可优化,靶向性和长循环性能俱佳的改性涂层。本项目的研究思路及方法途径适用于多种纳米载体及不同靶向体系,为解决癌症诊疗的毒副作用、促进纳米药物发展提供新思路及新方法。

结项摘要

癌症化疗是具有普遍性的临床治疗方法,因药物血液循环半衰期短和靶向性差导致的毒副作用严重影响治疗效果。项目以血液红细胞膜外表面的磷酰胆碱两性离子组装层结构为血液长循环表界面,耦合叶酸及RGD肽链为癌细胞靶向配体,建立了可用于不同纳米载体及诊疗药剂表面构建仿红细胞膜长循环及癌细胞靶向性涂层的共性方法。研究获得了具有血液长循环及肿瘤主动靶向性能的聚合物纳米胶束药物体系和肿瘤微环境释药的介孔二氧化硅纳米药物新体系。研究的载阿霉素纳米药物对HeLa细胞的靶向性能由常规研究水平的2~4倍大幅度提升到8-12倍,对正常细胞L929的毒性降低到1/2000。本项目的研究思路及其技术方法对解决化疗药物毒副作用难题开辟了更为有效的新途径。相关研究工作的部分研究结果已发表专业主流期刊SCI论文9篇,其中影响因子9~12的论文3篇;获授权发明专利8项;参加国际及国内学术论文交流10人次;培养博士研究生3名,硕士生6名;项目的主要研究成果“仿细胞膜聚合物抗污染涂层构建新策略及应用”获2021年陕西高等学校科学技术奖一等奖。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(7)
专利数量(9)
Folate-Conjugated Cell Membrane Mimetic Polymer Micelles for Tumor-Cell-Targeted Delivery of Doxorubicin
用于肿瘤细胞靶向递送阿霉素的叶酸缀合细胞膜模拟聚合物胶束
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.8b03693
  • 发表时间:
    2019-01-15
  • 期刊:
    LANGMUIR
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Lu, Qjan;Yi, Meijun;Zhang, Shiping
  • 通讯作者:
    Zhang, Shiping
Folate Ligand Orientation Optimized during Cell Membrane Mimetic Micelle Formation for Enhanced Tumor Cell Targeting
在细胞膜模拟胶束形成过程中优化叶酸配体方向以增强肿瘤细胞靶向
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.8b00744
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Langmuir
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Ding Kai;Li Rong;Ma Yao;Li Nan;Zhang Ting;Xing Cheng-Mei;Jiang Hai-Tao;Gong Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong Yong-Kuan
Cell membrane mimetic PVDF microfiltration membrane with enhanced antifouling and separation performance for oil/water mixtures
仿细胞膜 PVDF 微滤膜,增强油/水混合物的防污和分离性能
  • DOI:
    10.1039/c7ta10135j
  • 发表时间:
    2018-02-21
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Meng, Fan-Ning;Zhang, Meng-Qian;Gong, Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong, Yong-Kuan
Universal Strategy for Efficient Fabrication of Blood Compatible Surfaces via Polydopamine-Assisted Surface-Initiated Activators Regenerated by Electron Transfer Atom-Transfer Radical Polymerization of Zwitterions
通过两性离子电子转移原子转移自由基聚合再生的聚多巴胺辅助表面引发活化剂有效制造血液相容性表面的通用策略
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b22574
  • 发表时间:
    2020-03-11
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Li, Nan;Li, Tong;Gong, Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong, Yong-Kuan
Anchorable phosphorylcholine copolymer synthesis and cell membrane mimetic antifouling coating fabrication for blood compatible applications
用于血液相容性应用的可锚定磷酰胆碱共聚物合成和细胞膜模拟防污涂层制造
  • DOI:
    10.1039/d0tb00540a
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry B
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Ma Yao;Qiao Xin-Yu;Lu Qian;Li Rong;Bai Yun-Jie;Li Xin;Zhang Shi-Ping;Gong Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong Yong-Kuan

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    --
  • 作者:
    史珂慧;王彦兵;刘雯雁;张欢;高菊林;宫永宽;蒋红利
  • 通讯作者:
    蒋红利

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

        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]
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          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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