基于粒径智能化调控及程序性释放自噬抑制剂和化疗药物的纳米传递系统的构建及评价

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81573367
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3408.药剂学
  • 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

Autophagy is one of the key reasons involved in tumor therapeutic resistance, and autophagy inhibitors can improve the sensitivity of tumor cells to chemotherapeutics. But the non-selectivity, severe side effects and incapability of penetrating into tumor center of both of these two classes of drugs overshadowed their combination therapy. More importantly, antitumor efficacy of the combination of autophagy inhibitors and chemotherapeutics was directly related to their administration sequence. Thus, to simultaneously achieve high specificity, enhanced retention and penetration effect and sequential release in tumor tissues, an enzyme and pH dual-sensitive drug delivery system with smartly changeable particle size was established. The system had a crosslinked core, consisting of PSA with pH sensitivity and corbelled materials, along with a metalloproteinase-2 sensitive gelatin shell which was modified with tumor targeting iNGR. Chemotherapeutics and autophagy inhibitors were respectively entrapped in its core and shell. After the particles reached tumor tissue mediated by iNGR, the shell was degraded by metalloproteinase-2 to release autophagy inhibitor firstly for reducing tumor cells' autophagy level and exposing the core with smaller size for deep tumor penetration. Then core was delivered to endosomes and lysosomes, leading to a reversible swelling-shrinking change in response to outside pH variation for a sequential intra-intercellular system delivery. The swelling of the core resulted in the releasing of chemotherapeutics and the killing of host tumor cells. After escaping from the killed cells, the core could re-enter neighboring tumor cells, killing other tumor cells in a chain-like reaction. In a word, the system designed in this project could simultaneously achieve sequential drug release and deep tumor drug delivery to exert effective and synergistic antitumor therapy.
自噬是导致肿瘤细胞耐药的一种重要因素,自噬抑制剂能提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。但这两类药物均存在特异性差、毒性较强、无法深入肿瘤深部的缺陷,并且药物作用顺序与疗效有直接关系。为实现高特异性、滞留性、渗透性和程序性释药,本项目拟将具pH敏感性的PSA和支撑材料交联形成粒径随pH可逆变化的小粒径纳米核心,其外包覆基质金属蛋白酶敏感的明胶壳层,并修饰靶向分子iNGR,得到一种酶与pH双敏感的粒径可智能化调控的纳米递药体系。将化疗药物和自噬抑制剂分别包载于体系核心和壳层。iNGR介导体系靶向至肿瘤,壳层酶解释放自噬抑制剂,预先降低肿瘤细胞自噬水平并实现体系粒径变小,以实现肿瘤深部渗透,而后纳米核心进入细胞内涵体与溶酶体,发生pH响应性的可逆膨胀收缩,释放化疗药物杀死其所在细胞,纳米粒逃逸出死亡细胞,继续进入下一个细胞发挥作用。本项目所构建体系能够实现程序性释药和肿瘤深部递送,发挥高效协同治疗。

结项摘要

自噬在肿瘤的生长和转移过程中发挥着至关重要的作用,抑制肿瘤自噬是一种颇具潜力的治疗策略。本项目聚焦于自噬抑制剂的肿瘤深部递送,通过对肿瘤自噬的抑制,增强化疗药物的抗肿瘤效果。.本项目首先从扰乱肿瘤细胞“自噬平衡”的角度出发,通过自噬初期诱导剂联合自噬终端抑制剂实现了肿瘤细胞内的“自噬体堆积效应”。证明“自噬体堆积效应”本身既会抑制肿瘤。随后证明自噬抑制剂可以显著增强化疗药物的抗肿瘤效果,为自噬抑制剂与化疗药物的联用策略提供了理论基础。.对于实体瘤而言,远离血管的深部肿瘤细胞是肿瘤药物耐受、转移和复发的根源地,此区域肿瘤细胞对自噬有着更强的依赖性。为了将自噬抑制剂递送到肿瘤深部区域,我们设计了具有肿瘤深部穿透功能的,且粒径多级变化的“壳-核”结构纳米粒D/PSP@M/GNP。D/PSP@M/GN具有MMP-2酶和pH双响应性,在靶向至肿瘤部位后,其壳层先行被MMP-2酶降解并释放自噬抑制剂,抑制肿瘤细胞自噬,暴露出的纳米核心可以实现肿瘤深层穿透并在逃离溶酶体时释放DOX,杀死自噬受抑制的肿瘤细胞,该体系实现了自噬抑制剂和化疗药物的肿瘤深部递送和程序性释放,达到了最佳的协同治疗效果。.由于D/PSP@M/GNP中自噬抑制剂的释放依赖于肿瘤MMP-2酶的表达,限制了纳米载体普适性,上述系统中自噬抑制剂在肿瘤细胞外释放,不利于在细胞内发挥自噬抑制效果,我们以上述D/PSP为母核,进一步制备了外层为氯喹磷酸钙纳米沉淀的壳核结构纳米粒D/PSP@CQ/CaP。该纳米粒可经由磷酸钙与细胞膜的亲和力而介导入胞,并在溶酶体中释放出氯喹,从而优化了自噬抑制剂的胞内递送。.在达到项目预期研究目的的基础上,本项目进行了进一步拓展研究,考察了自噬对肿瘤转移和肿瘤相关成纤维细胞的调控作用。.在该自然基金的资助下,发表学术论文8篇,包括Autophagy(IF=11.059)2篇,Biomaterials(IF=10.273)1篇,Journal of Controlled Release(IF=7.901)1篇,Acta Biomaterialia(IF=6.638)2篇,International Journal of Pharmaceutics (IF=4.213)1篇,Pharmaceutical Research(IF=3.896)1篇。培养博士生1名和硕士生4名。作学术报告10次。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Size-adjustable micelles co-loaded with a chemotherapeutic agent and an autophagy inhibitor for enhancing cancer treatment via increased tumor retention
大小可调的胶束共同负载化疗剂和自噬抑制剂,通过增加肿瘤保留来增强癌症治疗
  • DOI:
    10.1038/s41467-019-13139-9
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Acta Biomaterialia
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Rao Jingdong;Mei Ling;Liu Ji;Tang Xian;Yin Sheng;Xia Chunyu;Wei Jiaojie;Wan D;an;Wang Xuhui;Wang Yashi;Li Man;Zhang Zhirong;He Qin
  • 通讯作者:
    He Qin
Dual Receptor Targeting Cell Penetrating Peptide Modified Liposome for Glioma and Breast Cancer Postoperative Recurrence Therapy
双受体靶向细胞穿透肽修饰脂质体用于胶质瘤和乳腺癌术后复发治疗
  • DOI:
    10.1007/s11095-018-2399-0
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Pharmaceutical research
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yue Qiu;Qianwen Yu;Yayuan Liu;Jiajing Tang;Xuhui Wang;Zhengze Lu;Zhuping Xu;Qin He
  • 通讯作者:
    Qin He
A functional nanocarrier that copenetrates extracellular matrix and multiple layers of tumor cells for sequential and deep tumor autophagy inhibitor and chemotherapeutic delivery
一种功能性纳米载体,可共渗透细胞外基质和多层肿瘤细胞,用于顺序和深层肿瘤自噬抑制剂和化疗药物递送
  • DOI:
    10.1080/15548627.2016.1256523
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Autophagy
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Wang Yang;Qiu Yue;Yin Sheng;Zhang Li;Shi Kairong;Gao Huile;Zhang Zhirong;He Qin
  • 通讯作者:
    He Qin
Enhanced glioma therapy by synergistic inhibition of autophagy and tyrosine kinase activity
通过协同抑制自噬和酪氨酸激酶活性增强神经胶质瘤治疗
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    International journal of pharmaceutics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xuhui Wang;Yue Qiu;Qianwen Yu;Hui Li;Xiaoxiao Chen;Man Li;Yang Long;Yayuan Liu;Libao Lu;Jiajing Tang;Zhirong Zhang;Qin He
  • 通讯作者:
    Qin He
Synergistic cytotoxicity and co-autophagy inhibition in pancreatic tumor cells and cancer-associated fibroblasts by dual functional peptide-modified liposomes
双功能肽修饰脂质体对胰腺肿瘤细胞和癌症相关成纤维细胞的协同细胞毒性和共自噬抑制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Acta biomaterialia
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Xiaoxiao Chen;Qianwen Yu;Yingke Liu;Qingli Sheng;Kairong Shi;Yang Wang;Man Li;Zhirong Zhang;Qin He
  • 通讯作者:
    Qin He

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其他文献

急性白血病p27表达的临床意义
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  • 作者:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱鸿斌;何勤
  • 通讯作者:
    何勤

其他文献

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何勤的其他基金

胞内双特异性DNA origami激活RAS蛋白的自噬降解用于胰腺癌治疗的研究
  • 批准号:
    82311530116
  • 批准年份:
    2023
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“断臂式”双重靶向肿瘤新生血管内皮细胞给药系统的构建及入胞机制研究
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  • 批准年份:
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    19.0 万元
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相似国自然基金

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  • 批准号:
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AI项目解读示例

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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