基于可逆B-N键构筑糖响应聚合物载药胶束用于胰岛素的控制释放

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51403149
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0307.智能与仿生材料
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Phenylboronic acid-based glucose-responsive materials have attracted great intention in recent years due to their potential application in insulin delivery. It is still a challenge to offer large capacity for drug loading because of the lack of strong interaction between the phenylboronic acid-based nanomaterials and insulin. Herein, we aim to develop a novel drug release system based on dynamic reversible B-N covalent bond formed by 2-formyl phenylboronic acid (FPBA) and amino group in insulin. The aldehydel group can form a five-membered heterocycle with the amino group, which significantly enhance the bonding energy of the B-N bond. Such B-N dynamic covalent bonds in the five-membered heterocycle have excellent sugar-responsiveness, which can be exploited to develop sugar-responsive on-off insulin release. Well-defined diblock copolymer of poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine)-block-poly(2-formyl-5-acrylamido phenylboronic acid) (PMPC-b-PFAPBA) will be synthesized by reversible addition fragmentation chain transfer polymerization (RAFT). Polymeric micelles with hydrophilic PMPC as a shell and PFAPBA/insulin as a core could be formed with insulin acting as a cross-linker via the covalent bond between the amino groups of insulin and the phenylboronic acid, and the insulin drug would be loaded simultaneously by covalent bonding. This method has outstanding advantages that the load of insulin is realized by covalent bond which brings high load efficiency; the dynamic reversible B-N bonds in the five-membered heterocycle have excellent sugar-responsiveness, which can be exploited to develop on-off regulated sugar-responsive drug release; the hydrophilic PMPC shell can protect the polymeric micelles from the rapid elimination by the immune system leading to a prolonged blood circulation.
针对利用非共价键构筑的胰岛素智能载药体系存在胰岛素负载效率较低的问题,本项目以邻醛基苯硼酸衍生物为功能体,利用胰岛素胺基与其形成动态可逆、糖响应的B-N五元杂环,开发出键合胰岛素的载药体系,以期实现对胰岛素的高效负载和糖响应“开关”控制释放。设计合成嵌段聚合物聚(甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱)-block -聚(5-丙烯酰胺-2-醛基苯硼酸)(PMPC-b-PFAPBA),胰岛素加入到嵌段聚合物溶液中发生交联,形成以亲水链段PMPC为壳层、PFAPBA/胰岛素为核的聚合物载药胶束,实现胰岛素的键合负载。该方法的突出优点是:利用共价键负载胰岛素可有效提高胰岛素的负载效率;利用B-N五元杂环的动态可逆和糖响应性,实现胰岛素的糖响应“开关”控制释放;亲水的PMPC壳层可有效保护聚合物胶束不被免疫系统快速清除,延长胶束在血液中的循环时间。

结项摘要

针对当前胰岛素药物载体物理作用负载胰岛素效率较低、胰岛素不能在生理条件下(pH 7.4)糖响应控制释放、载药纳米粒子不能在生物体中长时间循环等问题,本项目将动态共价化学、糖响应性邻位乙羰基苯硼酸衍生物与嵌段聚合物材料相结合,探索构筑动态共价化学键合负载胰岛素的载药体系,实现胰岛素的生理条件下(pH 7.4)糖响应控制释放;基于聚(甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱)(PMPC)优异的亲水性和不易被巨噬细胞识别,实现载药胶束在生物体血液中的长时间循环。.利用可逆加成裂解链转移自由基聚合(RAFT)方法合成结构可控、分子量窄分布的嵌段聚合物聚(甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱)-block-聚(丙烯酰胺盐酸盐)(PMPC-b-PAH),酰化反应将功能性分子邻位乙羰基苯硼酸衍生物(APBA)链接于嵌段聚合物侧链,获得嵌段聚合物PMPC-b-(AH-co-APBA);详细研究了嵌段聚合物对胰岛素的负载和糖响应控制释放性能,研究了载体的生物相容性和在生物体内的代谢和生物分布情况。结果表明:嵌段聚合物能够有效负载胰岛素,实现胰岛素的生理条件下(pH 7.4)葡萄糖响应控制释放,同时发现,载药胶束有很好的生物相容性,并且能够在生物体血液中长时间循环,为嵌段聚合物应用于临床实际应用提供良好的理论基础。.基于邻位乙羰基苯硼酸衍生物的嵌段聚合物为胰岛素的键合高效负载和糖响应控制释放提供了新途径,为新型的胰岛素载体的开发提供理论及实验基础。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
pH-Responsive nanofiltration membranes based on porphyrin supramolecular self-assembly by layer-by-layer technique
基于卟啉超分子逐层自组装的pH响应纳滤膜
  • DOI:
    10.1039/c7ra08568k
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Wu Chenglin;Zhao Lizhi;Zhang Yuzhong
  • 通讯作者:
    Zhang Yuzhong
Preparation and Catalytic property of PVDF composite membrane with polymeric spheres decorated by Pd nanoparticles in membrane pores
膜孔内Pd纳米颗粒修饰聚合物球PVDF复合膜的制备及催化性能
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2015.08.041
  • 发表时间:
    2015-12
  • 期刊:
    Journal of Membrane Science
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    wang zeya;chen xi;li kun;bi shiying;wu chenglin;chen li
  • 通讯作者:
    chen li
New platinum(II) one-armed Schiff base complexes for blue and orange PHOLEDs applications
用于蓝色和橙色 PHOLED 应用的新型铂 (II) 单臂席夫碱配合物
  • DOI:
    10.1016/j.orgel.2016.12.024
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Organic Electronics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Zhang Jie;Zhu Xunjin;Zhong Aiguo;Jia Wenping;Wu Fengshou;Li Dan;Tong Hongbo;Wu Chenglin;Tang Wenyuan;Zhang Ping;Wang Lei;Han Deman
  • 通讯作者:
    Han Deman
Optical and catalytic properties of Au-Ag bimetallic nanocomposites
Au-Ag双金属纳米复合材料的光学和催化性能
  • DOI:
    10.1007/s10965-016-1135-x
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    JOURNAL OF POLYMER RESEARCH
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Wu Chenglin;Han Deman;He Zhicai
  • 通讯作者:
    He Zhicai
Synthesis of POSS-based star-shaped poly(ionic liquid)s and its application in supercritical CO2 microcellular foaming of polystyrene
POSS基星型聚离子液体的合成及其在超临界CO2聚苯乙烯微孔发泡中的应用
  • DOI:
    10.1007/s10965-016-1142-y
  • 发表时间:
    2016-11-21
  • 期刊:
    JOURNAL OF POLYMER RESEARCH
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    He, Zhicai;Zhong, Mingqiang;Yang, Jintao
  • 通讯作者:
    Yang, Jintao

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多重新型酸性离子液体:一种无溶剂条件下制备硝基烯烃产物的环境友好、高效催化剂
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  • 通讯作者:
    武承林
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    --
  • 发表时间:
    2012
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    1.9
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    应安国;武承林;付勇前;任世斌;梁华定
  • 通讯作者:
    梁华定
卟啉诱导pH和温度双响应嵌段聚合物胶束化
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
    史林启
无催化剂条件下新型功能离子液体为溶剂的活性亚甲基化合物与查尔酮衍生物的Michael加成研究
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  • 作者:
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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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