线粒体内构建金属-多酚网格抑制线粒体活性并增强肿瘤光动力治疗

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51903060
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 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:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Hypoxia-induced multidrug resistance can severely decrease the therapeutic efficiency of photodynamic therapy (PDT). As a consequence, novel types of nanosystems are urgently needed to enhance PDT. In our previous research, we utilized biocompatible lipid-modified DNAs as delivery systems for the photosensitizer Foscan, which improved PDT in cell assays. It is well-known that PDT could be dramatically enhanced through improving the oxygen level in tumor intracellular environment. In this project, we are planning to design a novel type of nanosystem for enhanced PDT. In our system, manganese dioxide nanosheets are used as drug carrier for the photosensitizer and tannic acid. And redox-/pH-responsive intracellular release of the photosensitizer can be achieved. Moreover, manganese dioxide-catalyzed oxygen production will dramatically enhance PDT. On the other hand, the produced manganese (Ⅱ) ions and peptide-decorated tannic acids will accumulate into mitochondria to form the metal-phenolic networks (MPNs). And MPNs will disturb the mitochondria function to kill tumor cells and realize the drug-free. In the meantime, the disruption of mitochondria will inhibit the mitochondrial respiration and oxygen consumption to enhance PDT. Finally the drug-free/photodynamic synergistic therapy could be achieved...In our research, we developed a novel therapeutic strategy for hypoxic tumor, namely the drug-free/photodynamic synergistic therapy, which is based on the intra-mitochondrial generation of MPNs.
肿瘤的乏氧耐受降低了光动力治疗(PDT)效率,亟需构建新型纳米体系增强PDT。申请人前期研究证明,生物相容性的两亲性DNA聚合物作为光敏剂的递送载体具有优良的PDT效果。鉴于提升肿瘤微环境中的氧气浓度是解决PDT乏氧耐受的有效途径,本项目拟设计负载光敏剂和单宁酸的二氧化锰纳米层治疗体系,利用肿瘤微环境实现氧化还原和酸性响应,实现肿瘤定点释药和高效产氧,从而提高PDT的疗效。本项目还利用还原产生的靶向线粒体的二价锰离子和单宁酸-多肽衍生物,在线粒体内原位合成金属-多酚网格(MPN)。MPN将抑制线粒体功能介导杀伤肿瘤,实现线粒体靶向的非药物治疗。同时,线粒体失活将减少有氧呼吸消耗氧气而增强PDT,达成非药物-光动力协同治疗。. 本研究发展的线粒体原位合成MPN及协同促进光动力治疗策略将为肿瘤治疗提供了新思路和关键技术。

结项摘要

癌症仍然是最致命的杀手之一,声动力疗法(sonodynamic therapy, SDT)是一种新兴的癌症治疗方法,具有精确度高、组织穿透力优良、病人依从性高、副作用少等优点,临床应用前景广阔,然而受限于肿瘤乏氧。此外,化学动力学治疗(CDT)和化疗被证明是非常有效治疗癌症的单一疗法。但是,这些单一疗法往往效率都不高。.本项目通过设计基于二氧化锰MnO2的多功能纳米材料将联合两种治疗方法提高肿瘤治疗效果。.1)我们设计了基于中空MnO2的智能联合治疗平台(HMDNs)。通过中空MnO2包载化疗药物DOX,并用柠檬酸酐(cit)修饰的聚乙烯亚胺(PEI)和聚赖氨酸(PLL)封装,得到DOX@HMDN-PEI-PLL(cit)纳米颗粒。由于马来酰胺在酸性肿瘤组织中的裂解,发生负电荷到正电荷的逆转可增强肿瘤细胞的摄取能力。在肿瘤细胞内外壳破裂释放出DOX进行化疗。同时MnO2分解释放Mn2+进行CDT。最终,实现了对癌症的化疗与CDT联合治疗。.2)我们基于中空MnO2纳米粒子同时负载声敏剂司帕沙星(SPX)与线粒体呼吸链抑制剂阿托伐醌(ATO),并以金属离子与单宁酸修饰的透明质酸(HA)交联的金属多酚网格(MPN)作为阀门封装,得到MnO2@SPX/ATO@HA/MPN(MSAHM)纳米颗粒。MSAHM可以利用HA将药物靶向递送进入乳腺癌细胞中,然后利用MnO2催化高浓度H2O2产生SDT所需氧气,并释放的ATO减少线粒体对氧气的消耗,产氧与节氧联合作用增强SDT。此外,MnO2分解释放的Mn2+可进行CDT,实现了CDT/SDT联合治疗乳腺癌。.本研究所构建的基于MnO2的多功能纳米药物减少了治疗的副作用并实现了高效的联合治疗,为CDT与SDT实现早日临床转化提供了新策略。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Alginate based photothermal cryogels boost ferrous-supply for enhanced antibacterial chemodynamic therapy and accelerated wound healing
基于藻酸盐的光热冷冻凝胶可增加铁的供应,以增强抗菌化学动力学治疗并加速伤口愈合
  • DOI:
    10.1016/j.ijbiomac.2023.123473
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    International Journal of Biological Macromolecules
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Jia Chen;Yu Xia;Qian Lan;Min Hu;Yueying Xu;Quanxin Wu;Xinguang Liu;Yun Liu
  • 通讯作者:
    Yun Liu
A dual-sensitive poly(amino acid)/hollow mesoporous silica nanoparticle-based anticancer drug delivery system with a rapid charge-reversal property
具有快速电荷反转特性的双敏感聚氨基酸/中空介孔二氧化硅纳米粒子抗癌药物递送系统
  • DOI:
    10.1016/j.jddst.2021.102817
  • 发表时间:
    2021-09-06
  • 期刊:
    JOURNAL OF DRUG DELIVERY SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Xu, Xiangyu;Duan, Junlin;Li, Cao
  • 通讯作者:
    Li, Cao
Multi-stimuli responsive hollow MnO2-based drug delivery system for magnetic resonance imaging and combined chemo-chemodynamic cancer therapy
用于磁共振成像和化学-化学动力学联合癌症治疗的多刺激响应空心二氧化锰药物递送系统
  • DOI:
    10.1016/j.actbio.2021.03.048
  • 发表时间:
    2021-04-29
  • 期刊:
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Xu, Xiangyu;Duan, Junlin;Li, Cao
  • 通讯作者:
    Li, Cao
Photothermal nanoagent for anti-inflammation through macrophage repolarization following antibacterial therapy
光热纳米剂通过抗菌治疗后巨噬细胞复极化来抗炎
  • DOI:
    10.1016/j.eurpolymj.2023.111840
  • 发表时间:
    2023-03
  • 期刊:
    European Polymer Journal
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Yueying Xu;Yanjun Cai;Yu Xia;Quanxin Wu;Mingen Li;Ning Guo;Yingfeng Tu;Bin Yang;Yun Liu
  • 通讯作者:
    Yun Liu
Metal-polyphenol nanodots loaded hollow MnO2 nanoparticles with a ?dynamic protection? property for enhanced cancer chemodynamic therapy
负载金属多酚纳米点的空心 MnO2 纳米颗粒具有“动态保护”特性,可增强癌症化学动力学治疗
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2022.12.088
  • 发表时间:
    2022-12-22
  • 期刊:
    JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Duan, Junlin;Liao, Tao;Li, Cao
  • 通讯作者:
    Li, Cao

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    李武;谢晓银;唐远伟;王舒娅;刘坤;刘允;高昕妍;崔翔;朱兵
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    朱兵

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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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