超声响应型纳米凝胶诊疗剂开放血脑屏障及诊治脑胶质瘤的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671695
  • 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:
    H2703.超声医学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Brain glioma often recurs after surgery and is not sensitive to radiation therapy. Drug therapy also shows unsatisfactory efficacy due to blood brain barrier (BBB). To open the BBB is the key to improve the diagnostic and therapeutic efficacy to brain glioma. Low intensity focused ultrasound (LIFU) and local NO release is able to open the BBB. In previous work, basing on a continuous cavitation strategy, we obtained a type of “all in one” theranostic radiofrequency ablation enhancement nano-agent. Moreover, we successfully designed a tumor microenvironment-responsive US/MR dual-modal imaging probe and a structurally optimized US/CT/MRI tri-modal molecular probe, respectively. Basing on these experiences, in this project, we will design and construct a hybrid nanohydrogel-based theranostic agents consisting of Fe3O4 nanoparticles as the inner core and nanogel as the outer shell that encapsulates NO donor and therapeutic genes for brain glioma. Upon exposure to LIFU irradiation, NO release from the constructed theranostic agent will open the BBB. Confocal imaging and UV-Vis absorption spectrometer will be employed to investigate the NO release. Marriage of NO and LIFU for opening BBB and related mechanism will be evaluated and explored in detail via various methods, such as biological election microscopy, inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-AES), in vivo animal fluorescence imaging, confocal imaging, flow cytometroy, etc. Moreover, we will employ some approaches, e.g., signal variation of ultrasound and MR, immunohistochemistry, Western blot, tumor growth profile, etc., to implement investigations of ultrasound/MR dual-modal imaging and synergistic treatment of NO and therapeutic genes for brain glioma, and we expect related investigations in this project can provide a new method for ‘all in one’ theranostic investigation of brain glioma.
脑胶质瘤术后易复发,药物治疗因血脑屏障(BBB)也疗效不佳。开启BBB是提高脑胶质瘤诊疗效果的关键,低强度聚焦超声(LIFU)及局部NO释放可开放BBB。项目组前期基于“连续空化”制备了一种射频增效纳米微囊;设计了肿瘤微环境刺激响应的US/MRI双模态分子探针。基于此,拟通过新型酶催化聚合工艺,设计和构建以Fe3O4纳米颗粒为内核、外壳为纳米凝胶、同时包裹治疗基因和NO供体分子的杂化纳米凝胶诊疗剂。后者在LIFU作用下可释放NO,开启BBB。拟通过共聚焦、紫外-可见光谱等研究该诊疗剂在LIFU作用下NO的释放特性;利用生物电镜、荧光成像、共聚焦等研究NO辅助LIFU开放BBB机制。同时研究NO气体和Fe3O4内核实现US/MRI双模态成像的机制; 并利用免疫组化、蛋白印记、肿瘤生长曲线等探讨NO与治疗基因协同治疗作用的机制。以上研究将为实现脑胶质瘤诊疗一体化提供新的思路。

结项摘要

脑重大疾病诊疗领域是“中国脑计划”三大研究领域之一,而脑胶质瘤作为脑重大疾病之一引起了广泛的关注。然而,由于药物难以突破血脑屏障血脑屏障(Blood brain barrier,BBB),使得脑胶质瘤的诊疗效果不甚理想。本项目针对脑胶质瘤诊疗存在的关键科学问题,按照课题研究计划,围绕研究内容开展了一系列相关研究,开发了一种转运蛋白介导的血脑屏障跨越的新技术,并在脑胶质瘤原位模型上验证了该技术的可行性;构建配位响应的纵向弛豫策略并设计相应的分子探针,定量探测脑胶质瘤特异性靶标分子;建立靶标分子与肿瘤进展之间的关系,为实现脑胶质瘤病理可视化监测以及适时、适当干预提供理论依据;提出原位生成顺磁性CEST造影剂的策略,为活体脑部多巴胺分子的精准影像诊断提供新的手段或工具;开发了一种热疗增强NO气体治疗的新技术,实现NO的靶向可控释放,增强了抗肿瘤效果,为脑胶质瘤多元化治疗模式提供了新的选择。此外,在原计划的基础上,团队进一步拓展项目研究深度,在肿瘤微环境调控增强脑胶质瘤等恶性肿瘤治疗效能方面进行了探索性研究,设计并构建了多种基于肿瘤微环境调控的新型生物材料,并建立相应的治疗体系,增强低强度超声治疗的效能,抑制肿瘤转移、复发并研究其潜在机制,为实现肿瘤的精准、安全、高效以及综合治疗提供新思路。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
A two-stage multi-view learning framework based computer-aided diagnosis of liver tumors with contrast enhanced ultrasound images
基于两阶段多视图学习框架的超声造影计算机辅助诊断肝脏肿瘤
  • DOI:
    10.3233/ch-170275
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    CLINICAL HEMORHEOLOGY AND MICROCIRCULATION
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Guo, Le-Hang;Wang, Dan;Xu, Hui-Xiong
  • 通讯作者:
    Xu, Hui-Xiong
Stiffness distribution in the ablated zone after radiofrequency ablation for liver: An ex-vivo study with a tissue elastometer
肝脏射频消融后消融区的硬度分布:组织弹性计的离体研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Clinical Hemorheology and Microcirculation
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Guo Lehang;Wang Dan;Li Xiaolong;Liu Boji;Chen Shigao;Li D;an;Xu Huixiong
  • 通讯作者:
    Xu Huixiong
Imaging findings of Bowen's disease: A comparison between ultrasound biomicroscopy and conventional high-frequency ultrasound
鲍文氏病的影像学表现:超声生物显微镜与传统高频超声的比较。
  • DOI:
    10.1111/srt.12849
  • 发表时间:
    2020-03-20
  • 期刊:
    SKIN RESEARCH AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Li,Ming-Xu;Wang,Qiao;Xu,Hui-Xiong
  • 通讯作者:
    Xu,Hui-Xiong
Ultrasound validation of predictive model for central cervical lymph node metastasis in papillary thyroid cancer on BRAF
BRAF 甲状腺乳头状癌颈中央淋巴结转移预测模型的超声验证
  • DOI:
    10.2217/fon-2020-0069
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
    FUTURE ONCOLOGY
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Chen, Jie;Li, Xiao-Long;Xu, Hui-Xiong
  • 通讯作者:
    Xu, Hui-Xiong
In situphase-changeable 2D MXene/zein bio-injection for shear wave elastography-guided tumor ablation in NIR-II bio-window
原位可变 2D MXene/玉米醇溶蛋白生物注射用于 NIR-II 生物窗口中剪切波弹性成像引导的肿瘤消融
  • DOI:
    10.1039/d0tb00519c
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry B
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Zhou Bangguo;Pu Yinying;Lin Han;Yue Wenwen;Yin Haohao;Yin Yifei;Ren Weiwei;Zhao Chongke;Chen Yu;Xu Huixiong
  • 通讯作者:
    Xu Huixiong

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    周邦国
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    曲伸
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁凤;李济宇;徐辉雄;于靖;贾鑫明;刘蕊
  • 通讯作者:
    刘蕊

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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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