基于BRET原理的自敏化光动力治疗体系的构建及活性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21571105
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0702.生物分子的化学生物学
  • 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

Photodynamic therapy is a new type of therapy in clinical treatment of tumors, the clinical application of main current is limited by intravenous dosing difficult (phototherapy drugs most belong to the fat-soluble compounds), treatment source tissue penetration depth is shallow and can be reached such problems as insufficient light dose within the tumor cells.This project intends to use with good biological compatibility and sensitive to pH nano calcium phosphate of layered load bioluminescent system and phototherapy drugs, the treatment system not only implements the effective transmission in the blood and in the EPR effect under the action of tumor tissue targeting enrichment, and the connotation of the tumor cells under the action of acid in the body, triggering bioluminescent resonance energy Photodynamic therapy (PDT) utilizes a combination of photosensitizers (PSs) and specific light sources for the treatment of various diseases. The use of PDT as a treatment modality is gradually gaining acceptance but it is not widely used in solid tumor treatment for several reasons, including the hydrophobic property of PSs, the penetration depth limitation and the inadequate light dose inside cancer cells. This project intends to use calcium phosphate nanoparticles, with good biological compatibility and pH sensitive property, to encapsulate bioluminescence system and PSs in separate part of nanoparticle. Such complex can be delivered in the blood and targeted to tumor tissue because of the enhanced permeability and retention effect (EPR). After entrapped inside cancer cells, calcium phosphate nanoparticles can be destroyed in the acid environment inside endosome, which triggering bioluminescent resonance energy transfer (BRET) and sensitizing PSs, simultaneously. The reactive oxygen species generated by the sensitized PSs can destroy the membrane of endosome to release bioluminescence system and PSs into cytoplasm to show PDT activity. By analyzing the relationship between the structure of drug delivery system and the delivery performance in the blood, tumor tissue uptake rate, BRET efficiency and anti-cancer activity, the ideal self-illuminate PDT system can be selected to be used in solid tumor treatment. Furthermore, a new method of photodynamic therapy system based on BRET principle can be built. Above research can promote the clinical application in solid tumor treatment by PDT.
光动力疗法是临床治疗肿瘤的新型疗法,目前临床应用主要受限于静脉给药难(光疗药物绝大多数属于脂溶性化合物)、治疗光源组织穿透深度浅和可到达肿瘤细胞内部的光剂量不足等问题。本项目拟运用具有良好生理相容性且对pH敏感的纳米磷酸钙来分层负载生物发光系统及光疗药物,该治疗体系不仅实现了在血液中的有效传输和在EPR效应作用下实现肿瘤组织部位的靶向富集,而且在肿瘤细胞内涵体内的酸性作用下,触发生物发光共振能量转移,使体系能自敏化光疗药物,发挥抗肿瘤活性。通过探讨和分析该体系的构建条件及结构对血液中的传输性能、肿瘤组织部位的摄取率、生物发光共振能量转移敏化光敏药物的效率和抗肿瘤细胞的活性等的影响规律,优化该体系构建条件,获得具有自主知识产权、适用于体内实体肿瘤治疗的新型光动力治疗体系,同时建立利用生物发光共振能量转移原理来构建光动力治疗体系的新方法。以期推动光动力疗法在实体肿瘤治疗领域中的临床应用进程。

结项摘要

光动力疗法(PDT)是一种极具应用前景的肿瘤治疗方法。其原理是光照激发富集于肿瘤组织的光敏剂产生活性氧(ROS)杀灭肿瘤细胞。但多数光敏剂的激发波长位于可见光区,该区域所对应的光源组织穿透深度浅,无法满足体内实体肿瘤治疗的要求。为解决该问题,项目设计构建含绿色蛋白(GFP)及荧光素酶(Luciferase)序列的质粒DNA。用纳米磷酸钙(CaP)来共载生物发光系统(质粒DNA与底物D-虫荧光素钠盐,D-luciferin)及光疗药物(金丝桃素,hypericin)。项目组设计的质粒DNA携带绿色荧光蛋白及荧光素酶基因,经细胞机制转录和翻译后,表达为在蓝光的激发下发出强烈的绿色荧光及能够催化底物发光的荧光素酶。CaP具有良好的生物相容性,且其结构的稳定性依赖于环境的pH值,是一种应用广泛的纳米载体。因此利用CaP-PEI为转染载体,将外源DNA转染进细胞内。PEI其外层带有正电荷,可与带有负电荷的DNA更有效地结合。为确保药物同步肿瘤摄取及同步发挥活性,先将底物D-luciferin、光敏剂Hypericin装载于CaP内,再修饰上聚乙烯亚胺(PEI),最后将DNA装载于Hypericin&D-luciferin@CaP-PEI内,形成纳米复合物DNA&Hypericin&D-luciferin@CaP-PEI(DHDC)。通过瘤内注射使纳米复合物DHDC富集于肿瘤,肿瘤组织的酸性环境(pH=5~6)使得CaP崩解,释放D-luciferin、Hypericin及DNA。在细胞内ATP及Mg2+的存在下,经DNA转录及翻译的荧光素酶催化D-luciferin产生520~680 nm的荧光,该波长范围与Hypericin吸收光谱完美匹配,从而有效激发Hypericin产生ROS,发挥PDT活性,实现有效肿瘤治疗。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Pre-drug Self-assembled Nanoparticles: Recovering activity and overcoming glutathione-associated cell antioxidant resistance against photodynamic therapy
药物前自组装纳米颗粒:恢复活性并克服谷胱甘肽相关细胞对光动力疗法的抗氧化抵抗
  • DOI:
    10.1016/j.freeradbiomed.2018.06.030
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Free Radical Biology and Medicine
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Kaikai Xu;Hai Yao;Jinhui Hu;Jiahong Zhou;Lin Zhou;Shaohua Wei
  • 通讯作者:
    Shaohua Wei
Design and synthesis of thymine modified phthalocyanine for A beta protofibrils photodegradation and A beta peptide aggregation inhibition
用于 Aβ 原纤维光降解和 Aβ 肽聚集抑制的胸腺嘧啶修饰酞菁的设计和合成
  • DOI:
    10.1016/j.talanta.2018.08.037
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Talanta
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Zhan Qichen;Shi Xianqing;Wang Ting;Hu Jinhui;Zhou Jiahong;Zhou Lin;Wei Shaohua
  • 通讯作者:
    Wei Shaohua
A smart copper-phthalocyanine framework nanoparticle for enhancing photodynamic therapy in hypoxic conditions by weakening cells through ATP depletion
一种智能铜酞菁框架纳米颗粒,通过 ATP 耗竭来削弱细胞,从而增强缺氧条件下的光动力治疗
  • DOI:
    10.1039/c8tb00334c
  • 发表时间:
    2018-04-14
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Gui, Li;Zhou, Jiahong;Wei, Shaohua
  • 通讯作者:
    Wei, Shaohua
One-pot method to prepare a theranostic nanosystem with magnetic resonance imaging function and anticancer activity through multiple mechanisms
一锅法通过多种机制制备具有磁共振成像功能和抗癌活性的治疗诊断纳米系统
  • DOI:
    10.1039/c7dt00489c
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Chen Enyi;Chen Xin;Yuan Xiuxue;Wei Shaohua;Zhou Lin;Zhou Jiahong;Shen Jian
  • 通讯作者:
    Shen Jian
Monomer zinc phthalocyanine/upconversion nanoparticle coated with hyaluronic acid crosslinked gel as NIR light-activated drug for in vitro photodynamic therapy
单体酞菁锌/透明质酸交联凝胶包覆的上转换纳米粒子作为近红外光激活药物用于体外光动力治疗
  • DOI:
    10.1039/c6dt01929c
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhou Lin;Chen Enyi;Jin Weiwei;Wang Yue;Zhou Jiahong;Wei Shaohua
  • 通讯作者:
    Wei Shaohua

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

光谱法研究有机农药污染物与DNA的相互作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    应用化学 (Chinese Journal of Applied Chemistry)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周家宏;吴敏;陆天虹;杨小弟;卜晓阳;李卉卉
  • 通讯作者:
    李卉卉
p-HPcZn光敏损伤CT DNA研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
    南京师范大学学报(工程技术版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏少华;季春;包富荣;林云;沈健;卢珊;周家宏
  • 通讯作者:
    周家宏
水溶性痂囊腔菌素二氧化硅纳米粒制备及光动力性质研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    南京师大学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴冬萍;董超;冯玉英;周林;魏少华;马菲;周家宏
  • 通讯作者:
    周家宏
p-HPcZn与CT DNA相互作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    应用化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林云;季春;陆天虹;魏少华;卢珊;周家宏;沈健
  • 通讯作者:
    沈健
基于领域知识的Docker镜像自动构建方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    大数据
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈伟;叶宏杰;周家宏;魏峻
  • 通讯作者:
    魏峻

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

周家宏的其他基金

通过结构修饰改善痂囊腔菌素A类光敏剂的光动力活性研究
  • 批准号:
    20603018
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码