多重刺激响应性二氧化硅核壳多功能纳米制剂在MR成像与癌症联合治疗的应用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81901808
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    时宇鹏
  • 依托单位：
    郑州大学
  • 学科分类：
    H2706.分子影像
  • 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

Precise diagnosis and treatment of cancer is an important topic in the field of clinical medicine. Multifunctional theranostic nanoprobes can realize instant imaging and precise treatment of tumors. Tumor tissue has a complex and unique microenvironment. Therefore，designing stimuli-responsive nanoprobes are of great value for the precise therapy of cancer. Based on the characteristics of responsive degradation of Hollow mesoporous silica nanoparticle/polydopamine/manganese dioxide (MPDA/MnO2) nanoparticles in the tumor microenvironment, This project aims to construct HMSN/PDA/MnO2(DOX)-FA nanoprobes. When the targeted nanoparticles reach the tumor site, the manganese dioxide nanoshell first releases Mn2+ in response to the tumor microenvironment, producing an "OFF-ON" magnetic resonance T1 enhancement signal, which can specifically recognize the tumor tissue. Under the weak acid environment, near-infrared light irradiation can accelerate the degradation of polydopamine nanoparticles, thereby triggering the release of the anticancer drug doxorubicin hydrochloride, and generating local high temperature at the same time which can improve the anticancer effect. This study is expected to construct a tumor microenvironment responsive multifunctional nanotheranostics that can realize MRI guided combined chemotherapy and photothermal therapy. The development of nanoprobes and its application are of great significance in disease diagnosis and treatment.
癌症的精准诊疗是临床医学的重要课题。多功能纳米探针能够集诊断、治疗为一体，同时实现肿瘤的即时成像和精准治疗。肿瘤组织具有复杂独特的微环境，设计刺激性响应型纳米探针对实现癌症的精准治疗具有重要的价值。本项目拟基于空心介孔硅球/聚多巴胺/二氧化锰（MPDA/MnO2）纳米粒子在多重刺激响应性降解的特点，构建HMSN/PDA/MnO2(DOX)-FA诊疗一体化纳米制剂。当靶向纳米粒子到达肿瘤部位时，首先二氧化锰纳米壳层在肿瘤微环境响应下释放Mn2+，产生“OFF-ON” 磁共振T1增强信号，能够对肿瘤组织特异性识别。微酸环境下通过近红外光照射能加速聚多巴胺壳层的降解，从而触发抗癌药物盐酸阿霉素的释放，同时产生局部高温提高抗癌效果。本研究有望构建一种肿瘤微环境响应型多功能诊疗一体化靶向纳米制剂，实现MRI为导向的联合化疗、光热治疗的精准抗癌策略，对纳米诊疗制剂的发展和疾病诊疗应用方面具有重要意义。

结项摘要

癌症是威胁人类健康的重大疾病，其精确诊断和定点治疗一直是临床上面临的主要课题。纳米医学的不断发展推动了纳米技术在肿瘤诊疗方面的广泛应用。然而，传统的纳米制剂存在循环稳定性差、药物过早释放和缺乏响应性等缺点。因此，开发能够精准定位肿瘤区域同时产生治疗效果的诊疗方式具有很好的前景。刺激响应性多功能诊疗一体化纳米制剂能够同时兼顾肿瘤成像和治疗双重功能，实现治疗过程的可视化、个体化以及精准化，能有效降低治疗的毒副作用并最终实现对肿瘤的精准治疗。在此，本项目开发了一种智能双响应纳米结构（HSPMH-DOX），用于磁共振成像（MRI）引导的协同化学、光热疗法（PTT）和化学动力学疗法（CDT）。首先通过将聚多巴胺（PDA）、氧化锰（MnO2）和透明质酸（HA）层叠到载药的中空介孔二氧化硅纳米颗粒（HS）上，合成了核-壳纳米结构。所构建的纳米试剂具有内源性和外源性双重反应。肿瘤微环境（pH/GH）可触发门阀（MnO2和PDA）的降解，导致抗肿瘤药物DOX的释放，而外部近红外光照射可加速降解过程并产生局部过热，导致PTT。值得注意的是MnO2不仅可以消耗细胞内GSH以增强CDT，还可以释放Mn2+以使用MRI精确定位肿瘤组织。体外和体内实验均表明，所制备的双响应纳米制剂满足生物相容性、靶向性和MRI引导联合治疗的巨大效率。在动物模型中，联合化疗PTT和CDT可以在不到两周内根除肿瘤。这项工作可以为广泛的刺激反应协同治疗应用铺平道路，包括MRI、化学光热疗法和化学动力学疗法，对纳米诊疗制剂的发展和疾病诊疗应用方面具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Magnetic vortex nanoring coated with gadolinium oxide for highly enhanced T1-T2 dual-modality magnetic resonance imaging-guided magnetic hyperthermia cancer ablation
氧化钆涂层磁涡纳米环用于高度增强T1-T2双模态磁共振成像引导磁热热癌症消融
  • DOI：
    10.1016/j.biopha.2022.112926
  • 发表时间：
    2022-04-12
  • 期刊：
    BIOMEDICINE & PHARMACOTHERAPY
  • 影响因子：
    7.5
  • 作者：
    Bao, Jianfeng;Guo, Shuangshuang;Cheng, Jingliang
  • 通讯作者：
    Cheng, Jingliang
Polypyrrole-Coated Magnetite Vortex Nanoring for Hyperthermia-Boosted Photothermal/Magnetothermal Tumor Ablation Under Photoacoustic/Magnetic Resonance Guidance.
聚吡咯涂层磁铁矿涡流纳米环用于光声/磁共振引导下热疗促进光热/磁热肿瘤消融
  • DOI：
    10.3389/fbioe.2021.721617
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Frontiers in bioengineering and biotechnology
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Bao J;Guo S;Zu X;Zhuang Y;Fan D;Zhang Y;Shi Y;Ji Z;Cheng J;Pang X
  • 通讯作者：
    Pang X
Nanofibers and hydrogel hybrid system with synergistic effect of anti-inflammatory and vascularization for wound healing
纳米纤维和水凝胶混合系统具有抗炎和血管化协同作用促进伤口愈合
  • DOI：
    10.1016/j.mtadv.2022.100224
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Materials Today Advances
  • 影响因子：
    10
  • 作者：
    Lin Jin;Yanfei Ma;Ruiya Wang;Shuo Zhao;Zhishuai Ren;Shengnan Ma;Yupeng Shi;Bin Hu;Yuqi Guo
  • 通讯作者：
    Yuqi Guo
Microwave-assisted synthesis of colorimetric and fluorometric dual-functional hybrid carbon nanodots for Fe3+detection and bioimaging
微波辅助合成比色和荧光双功能杂化碳纳米点，用于 Fe3 检测和生物成像
  • DOI：
    10.1016/j.cclet.2021.03.022
  • 发表时间：
    2021-11-17
  • 期刊：
    CHINESE CHEMICAL LETTERS
  • 影响因子：
    9.1
  • 作者：
    Shi, Yupeng;Liu, Jingjing;Yi, Changqing
  • 通讯作者：
    Yi, Changqing
Design, electrosynthesis and electrochromic properties of conjugated microporous polymer films based on butterfly-shaped diphenylamine-thiophene derivatives
基于蝴蝶形二苯胺-噻吩衍生物的共轭微孔聚合物薄膜的设计、电合成及电致变色性能
  • DOI：
    10.1016/j.electacta.2022.141450
  • 发表时间：
    2022-10
  • 期刊：
    Electrochimica Acta
  • 影响因子：
    6.6
  • 作者：
    Bin Hu;Jing Li;Yihan Wang;Xianqiu Hu;Yupeng Shi;Lin Jin
  • 通讯作者：
    Lin Jin

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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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