基于近红外激光触发的线粒体靶向核肽酸纳米递送系统的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    30970733
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    33.0万
  • 负责人：
    任磊
  • 依托单位：
    厦门大学
  • 学科分类：
    C1002.生物材料与生物效应
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

线粒体DNA(mtDNA)是动物细胞染色体外唯一存在的遗传物质。针对mtDNA突变所引起的线粒体疾病，可以将与突变mtDNA之互补肽核酸（PNA）序列导入线粒体，抑制突变型mtDNA的复制，使之不足以产生临床表型。为了协助PNA能突破胞内外多种屏障到达其作用靶点（线粒体基质），本课题将构建一种可由"生物学窗口"近红外激光触发的、并由多种功能多肽（细胞穿膜肽、融合肽、线粒体靶向肽等）介导的可 "逐级"靶向线粒体的PNA纳米递送系统。本课题将重点考察该PNA纳米递送系统在细胞内的运动规律，探讨纳米载体、功能多肽及近红外激光的协同作用对该系统介导的PNA抑制mtDNA复制的效果，并籍此指导进行纳米载体结构以及近红外激光参数的优化。预期本研究的成果将提供一种纠正mtDNA突变的新思路、新方法，有望克服单纯的反义基因治疗中一些难以逾越的科学和技术难题，从而促进纳米医学和线粒体疾病治疗等学科的发展。

结项摘要

线粒体不仅是人类细胞的重要组成成分，而且控制着细胞凋亡的激活系统。肿瘤细胞的多种特征都和线粒体的机能丧失有关。本课题构建了一种可由"生物学窗口"近红外激光触发的、并由多种功能多肽（细胞穿膜肽、融合肽、线粒体靶向肽等）介导的可 "逐级"靶向线粒体的纳米药物递送系统。本研究的成果将为线粒体疾病的治疗提供一种新思路、新方法，从而促进纳米医学等学科的发展。    .本课题取得的主要结果如下：.（1）采用乳液聚合方法制备了具有近红外敏感性的Au/pNIPAAm纳米水凝胶，并对其结构和性能进行了详细的表征，明确了Au/pNIPAAm纳米水凝胶的合成机制；通过细致地调控实验条件，实现了Au/pNIPAAm纳米水凝胶的可控生长。.（2）以5-氟尿嘧啶、罗丹明B、酞菁、肽核酸为模型药物，并通过正交实验，获得了最优化药物包封率的实验条件；探讨了环境温度对Au/pNIPAAm复合纳米水凝胶结构的影响机理，实现了药物的可控释放。.（3）建立了不同波长的激光与Au/pNIPAAm纳米水凝胶相互作用的数学模型，阐明了Au/pNIPAAm纳米水凝胶在激光照射下的药物释放机理。.（4）考察了不同波长的激光对细胞生长的影响，为近红外激光应用于生命科学提供了基础数据。.（5）系统地研究了Au/pNIPAAm纳米水凝胶进入细胞的方式及影响因素，明确了Au/pNIPAAm纳米水凝胶以clathrin蛋白受体介导的内化方式和脂筏介导的巨胞饮两种途径进入Hela细胞。.（6）系统地研究了不同多肽修饰的Au/pNIPAAm纳米水凝胶在细胞内转运的路径；明确了不同多肽（细胞穿膜肽、融合肽、线粒体靶向肽）修饰的Au/pNIPAAm纳米水凝胶对细胞活性、细胞内化、细胞内逃逸溶酶体效率等方面的影响；确定了Au/pNIPAAm纳米水凝胶在细胞内的运动规律，从而初步实现了"逐级"靶向线粒体的纳米药物递送系统的设计与制备。.（7）经线粒体靶向肽修饰后，肽核酸/纳米金可高效地靶向非细胞体系的线粒体及活细胞内的线粒体。.（8）线粒体靶向肽修饰的谷胱甘肽，不仅具有线粒体靶向功能，而且可抑制细胞内ROS非正常升高，维持正常的线粒体膜电位。 .（9）在动物水平上考察了Au/pNIPAAm纳米水凝胶的生物相容性、生物学分布；在近红外激光的作用下，包载5-氟尿嘧啶的Au/pNIPAAm纳米水凝胶能有效地抑制肿瘤的生长。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
In vitro and in vivo studies on gelatin-siloxane nanoparticles conjugated with SynB peptide to increase drug delivery to the brain.
明胶-硅氧烷纳米粒子与 SynB 肽缀合以增加药物递送至大脑的体外和体内研究
  • DOI：
    10.2147/ijn.s26541
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    International journal of nanomedicine
  • 影响因子：
    8
  • 作者：
    Tian XH;Wei F;Wang TX;Wang P;Lin XN;Wang J;Wang D;Ren L
  • 通讯作者：
    Ren L
Rapid microwave-enhanced hydrothermal synthesis and shape evolution of uniform NaGdF4:Yb, Er (Tm/Ho) nanocrystals with upconversion and paramagnetic properties
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2012-06
  • 期刊：
    Nanotechnology
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Wang, Xiao-zhong;Zhou, Jun;Han, Yu;Kang, Ning
  • 通讯作者：
    Kang, Ning
One-step synthesis of monodisperse, water-soluble ultra-small Fe3O4 nanoparticles for potential bio-application
一步合成单分散、水溶性超小 Fe3O4 纳米颗粒的潜在生物应用
  • DOI：
    10.1039/c2nr33840h
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    NANOSCALE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Shen, Li-hua;Bao, Jian-feng;Yang, An-qi
  • 通讯作者：
    Yang, An-qi
Multifunctional ZnPc-loaded mesoporous silica nanoparticles for enhancement of photodynamic therapy efficacy by endolysosomal escape
多功能ZnPc负载介孔二氧化硅纳米颗粒通过内溶酶体逃逸增强光动力治疗效果
  • DOI：
    10.1016/j.biomaterials.2012.07.025
  • 发表时间：
    2012-11-01
  • 期刊：
    BIOMATERIALS
  • 影响因子：
    14
  • 作者：
    Tu, Jing;Wang, Tianxiao;Ren, Lei
  • 通讯作者：
    Ren, Lei
Controllable synthesis, magnetic and biocompatible properties of Fe3O4 and -Fe2O3 nanocrystals
Fe3O4和Fe3O4的可控合成、磁性和生物相容性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Solid State Chemistry
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    shichao wu;honggang zhang;lubin zhong;qiqing zhang
  • 通讯作者：
    qiqing zhang

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其他文献

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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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