基于配位和动态共价键的新型高分子纳米载体用于蛋白质药物的高效负载与控制释放

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51773099
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 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:
    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

Polymeric nanocarriers often encounter with problems including low loading capacity & efficiency, and easy drug leakage when they are used to encapsulate protein drugs, leading to low availability, easy inactivation, and short half-life. It has important theoretical significance and great research value to develop new polymeric nanocarriers for solving these problems in protein drug delivery by using of specific interactions between functional groups and proteins. Based on the coordination between the nitrilotriacetic acid (NTA)-chelated zinc ions [Zn(II)] and the imidazole group of histidine residue as well as the formation of two kinds of dynamic covalent bonds including imine linkage and cyclic phenylborate ester between 2-formylbenzeneboronic acid (2-FPBA) and primary amines and/or glycosyls, this project will design and synthesize two kinds of novel polymeric nanocarriers for highly efficient loading and stimuli-responsive release of protein drugs with either histidine imidazole group or lysine ω-amine. The loading capacity & efficiency, stimuli-responsive drug release of protein drugs by the polymeric nanocarriers as well as the change of the protein structure will be systematically studied with insulin and BSA as models. It is expected that novel polymeric nanocarriers will be obtained with properties of highly efficient loading, stimuli-responsive release, and efficient protection of protein drugs.
普通高分子纳米载体用于蛋白质药物投递时往往存在载药量和载药效率低、药物容易泄露等现象,从而导致蛋白质药物利用率低、易失活、半衰期短等问题。利用化学功能基团与蛋白质间的特异相互作用,开发新型高分子纳米载体以解决蛋白质药物投递中的上述问题,具有重要的理论意义和研究价值。本项目拟利用氨三乙酸(NTA)螯合锌离子Zn(II)与组氨酸咪唑基团间的配位作用和2-醛基苯硼酸(2-FPBA)能形成亚胺键和苯硼酸环酯两种动态共价健的特殊性质,分别将表面具有组氨酸咪唑基和赖氨酸ω-氨基的两类蛋白质药物键合到NTA和糖基功能化聚合物上,再通过复合自组装,设计、制备两类新型高分子纳米载体。分别以胰岛素和牛血清蛋白(BSA)为药物模型,系统研究纳米载体的载药量、载药效率、刺激响应性释放行为以及蛋白质药物的结构变化等。优化设计,获得既能够高效负载、刺激响应性释放,又能有效保护蛋白质药物活性的新型高分子纳米载体。

结项摘要

普通纳米药物载体用于蛋白质药物递送时往往存在载药困难、载药量和载药效率低、药物容易泄露等问题。本项目利用化学功能基团与蛋白质药物间的特异相互作用,设计制备了多种高分子纳米药物载体,开展了对蛋白质药物的负载与递送等方面的研究工作,取得了一系列重要研究成果。(1)将自组装复合胶束作为纳米分子伴侣用于胰岛素负载、保护和递送,实现了胰岛素的高效递送和葡萄糖响应性释放,同时有效抑制了胰岛素的聚集,提高了胰岛素稳定性,降低了免疫原性,减少了血液清除;(2)将葡萄糖/过氧化氢双响应纳米凝胶和复合胶束用于胰岛素的递送,既提高了纳米载体的葡萄糖响应性,又有效避免了H2O2产生的毒性;(3)将氨三乙酸/苯硼酸双功能化纳米凝胶和复合胶束用于胰岛素递送,实现了胰岛素的高效负载与葡萄糖响应性控制释放;(4)将葡萄糖响应可注射水凝胶-胶束复合载体用于胰岛素递送,成功模拟了基础和餐时胰岛素分泌,并维持小鼠正常血糖长达24小时;(5)利用自组装纳米分子伴侣成功实现了对胰岛素淀粉样纤维的解聚和对人胰岛淀粉样多肽聚集的有效抑制。本项目为开发新型胰岛素递送体系并应用于糖尿病治疗奠定了重要的理论和技术基础。基于本项目研究工作,已发表基金标注SCI研究论文20篇,申请发明专利11项。

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(0)
Self-assembled nanochaperones enable the disaggregation of amyloid insulin fibrils
自组装纳米伴侣能够解聚淀粉样胰岛素原纤维
  • DOI:
    10.1007/s11426-021-1155-9
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Science China-Chemistry
  • 影响因子:
    9.6
  • 作者:
    Wang Hui;Li Ang;Yang Menglin;Zhao Yu;Shi Linqi;Ma Rujiang
  • 通讯作者:
    Ma Rujiang
Catalytic behavior of a thermo-responsive PVDF/microgel@Pd membrane for 2- nitroaniline degradation
热响应性PVDF/微凝胶@Pd膜对2-硝基苯胺降解的催化行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Environmental Chemical Engineering
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Li Bangkai;Chen Xi;Ma Yongdi;Wang Jianzu;Zhai Xiaoying;He Yang;Ma Rujiang;Zhang Wangqing
  • 通讯作者:
    Zhang Wangqing
Simultaneously enhancing purification, catalysis and in situ separation in a continuous cross-flow catalytic degradation process of multi-component organic pollutants by a double-layer PVDF composite membrane
双层PVDF复合膜连续错流催化降解多组分有机污染物过程中同时增强净化、催化和原位分离
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Environmental Chemical Engineering
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Zhai Xiaoying;Chen Xi;Shi Xin;Wang Shuang;Wang Shuai;Wu Qianqian;Ma Yongdi;Wang Jianzu;Wan Dong;Pan Jie
  • 通讯作者:
    Pan Jie
Tau-Targeted Multifunctional Nanoinhibitor for Alzheimer's Disease
Tau 靶向多功能纳米抑制剂治疗阿尔茨海默病
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Zhu Lin;Xu Linlin;Wu Xiaohui;Deng Fei;Ma Rujiang;Liu Yang;Huang Fan;Shi Linqi
  • 通讯作者:
    Shi Linqi
Self-Assembled Nanochaperones Inhibit the Aggregation of Human Islet Amyloid Polypeptide Associated with Type 2 Diabetes
自组装纳米伴侣抑制与 2 型糖尿病相关的人胰岛淀粉样多肽的聚集
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Macro Letters
  • 影响因子:
    7.015
  • 作者:
    Niu Haihong;Hou Xiaoxue;Zhang Yanli;Wu Xiaohui;Deng Fei;Huang Fan;Shi Linqi;Ma Rujiang
  • 通讯作者:
    Ma Rujiang

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其他文献

基于苯硼酸的葡萄糖响应性聚合物材料在胰岛素投递和血糖检测中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Acta Polymerica Sinica
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    刘赣;杨浩;马如江;史林启
  • 通讯作者:
    史林启
卟啉诱导pH和温度双响应嵌段聚合物胶束化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科技论文
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武承林;赵莉芝;高耀华;贺欢;马如江;安英丽;史林启
  • 通讯作者:
    史林启
用响应性聚合物复合胶束为模板制备大介孔空心硅球
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国材料进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贺欢;许艳玲;马如江;史林启
  • 通讯作者:
    史林启
基于含苯硼酸聚合物的双响应性胶束
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    高等学校化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王建祖;马如江;安英丽;史林启
  • 通讯作者:
    史林启
基于含苯硼酸聚合物的双响应性胶束
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    高等学校化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王建祖;马如江;安英丽;史林启
  • 通讯作者:
    史林启

其他文献

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AI技术路线图

马如江的其他基金

具有应用前景的葡萄糖响应性药物载体
  • 批准号:
    21274001
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
葡萄糖敏感型嵌段共聚物胶束用于胰岛素的控制释放
  • 批准号:
    20904025
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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