基于3D肿瘤组织模型的等离子体抗癌效应及其机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51907158
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0705.高电压与放电
  • 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

Apoptosis of cancer cells induced by plasma has become a hot research spot in biomedical applications. A main challenge is to uncover the key reactive species and anticancer effects in vivo. Therefore, clinically very important to illuminate the underlying cause of plasma treated 3D tumor tissues. This project aims to study the anticancer effects and mechanisms induced by plasma on 3D tumor tissue model in vitro. Obtain the change rule of the generation of reactive species changing with the discharge parameter of plasma. Ascertain the key reactive species and its penetration depth in 3D tumor tissue model. Illustrate the anticancer effects and underlying molecular mechanisms induced by plasma on 3D cancer cells, and put forward a set of optimization control scheme which can deepen the anticancer depth of plasma up to 1 mm. This project has the characteristics of originality and interdisciplinary, and the aim is to solve the bottleneck problem in the field of plasma anticancer, which would promote the development of related applications.
等离子体抗癌已成为等离子体生物医学应用中的研究热点。当前的科学挑战是明确等离子体抗癌效应中的关键活性粒子及其对活体内三维(3D)肿瘤的抗癌效应,阐明等离子体对3D肿瘤组织的抗癌机制对推动其临床应用具有重要意义。本项目拟通过等离子体处理体外构建的3D肿瘤组织模型,开展等离子体对3D肿瘤组织的抗癌效应及其机制研究。获取等离子体活性粒子生成随放电参数的变化规律;明确等离子体抗癌效应中关键活性粒子及其渗透深度;阐明等离子体对3D癌细胞的抗癌效应及分子机制;提出一套可有效灭活1毫米以上厚度肿瘤组织的等离子体调控方案。本项目具有原创性和多学科交叉性,目标是解决等离子体抗癌研究中的瓶颈问题,以促进应用的发展。

结项摘要

等离子体癌症治疗是电气工程与生物医学交叉的前沿研究领域,其中关键活性粒子及其3D抗癌机制不明确是阻碍应用发展的瓶颈问题。本项目基于前期研究基础,采用多细胞培养技术体外构建3D肿瘤组织模型,开展了等离子体对3D肿瘤组织的抗癌效应及优化调控研究,明确了等离子体活性粒子生成、癌细胞生理特性随放电参数的变化规律;采用仿真与实验相结合的方法,阐明了等离子体抗癌效应中的关键活性粒子及其渗透深度,揭示了等离子体通过调控胞内氧化压力诱导3D癌细胞程序性死亡的分子机制,并提出了一套可有效灭活不同直径肿瘤组织的等离子体调控方案。发表SCI论文8篇,其中IF>15论文1篇;担任国际学术会议分会场主席1次,作国内学术会议报告2次;已授权中国发明专利1项。本项目有助于突破等离子体抗癌研究中的瓶颈问题以促进应用发展。

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(1)
Using cold atmospheric plasma treated-air for COVID-19 disinfection in cold-chain environment
在冷链环境中使用冷大气等离子处理空气进行 COVID-19 消毒
  • DOI:
    10.1088/1361-6463/ac13f7
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Zhang Hao;Chen Min;Huang Lingling;Guo Li;Xu Shengduo;Zhang Jishen;Xi Wang;Wang Zifeng;Liu Dingxin;Kong Michael G.;Rong Mingzhe
  • 通讯作者:
    Rong Mingzhe
Study of the anticancer effects of a helium plasma jet combined with four anticancer drugs on 3D bladder tumour spheroids
氦等离子体射流联合四种抗癌药物对3D膀胱肿瘤球体的抗癌作用研究
  • DOI:
    10.1002/ppap.202000226
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    PLASMA PROCESSES AND POLYMERS
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhang Jishen;Li Bing;Xu Shengduo;Liu Dingxin;Zhang Hao;Xu Dehui;Guo Li;Kong Michael G.
  • 通讯作者:
    Kong Michael G.
Study on the Anticancer Effects of Plasma-Activated Saline Perfusion Based on a Microfluidic System
基于微流控系统的等离子体激活盐水灌注的抗癌作用研究
  • DOI:
    10.1007/s11090-022-10297-5
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
    Plasma Chemistry and Plasma Processing
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Jishen Zhang;Shengduo Xu;Xixi Jing;Dingxin Liu;Hao Zhang;Zifeng Wang;Dehui Xu;Geng Zhang;Xiaojian Yang;Xiaohua Wang;Michael G. Kong;Mingzhe Rong
  • 通讯作者:
    Mingzhe Rong
Study on the anticancer effects of a 7 μm sized helium plasma jet on micro-tumors
7μm氦等离子体射流对微肿瘤的抗癌作用研究
  • DOI:
    10.1088/1361-6463/ac0eb3
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Physics D: Applied Physics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hao Zhang;Jishen Zhang;Shengduo Xu;Dingxin Liu;Li Guo;Hua Li
  • 通讯作者:
    Hua Li
Comparison of the Anticancer Effects of Pulsed Electric Field and He + O2 Plasma Jet
脉冲电场与He-O2等离子射流的抗癌效果比较
  • DOI:
    10.1007/s11090-021-10174-7
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Plasma Chemistry and Plasma Processing
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Hao Zhang;Jishen Zhang;Shengduo Xu;Yifan Liu;Bowen Sun;Zifeng Wang;Dehui Xu;Li Guo;Dingxin Liu;Michael G. Kong
  • 通讯作者:
    Michael G. Kong

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其他文献

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  • 发表时间:
    --
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  • 通讯作者:
    刘伟

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相似海外基金

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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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