基于FRET技术的两级响应基因干预/检测一体化载体的构建及其在肿瘤治疗中的作用
批准号:
31870943
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
薛巍
依托单位:
学科分类:
生物材料与生物效应
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
张奕、马栋、俞思明、陈理恒、王艳明、周小雁、赵海杰、刘鑫
中文摘要
目前,影像介导的、肿瘤特异性的纳米载体用于肿瘤的诊疗一体化是肿瘤精准医疗的一个新发展方向。然而经静脉递送的诊疗制剂往往要经过血液,组织和细胞三级生理屏障才能达到靶部位。因此如何利用肿瘤微环境来设计具有生物响应性的遮蔽结构来减少非特异作用并同步实现肿瘤特异性的医学成像是一个挑战。本项目拟制备一种具有酶响应的超支化聚缩水甘油醚遮蔽外壳与具有胞内谷胱甘肽响应降解的超支化聚酰胺-胺内核,通过主客体作用而组装成的两级响应基因治疗/成像一体化载体。其遮蔽外壳具有电荷遮蔽和荧光淬灭的双重作用,其聚阳离子内核同时负载治疗基因和近红外探针。该核壳组装体经血液递送时抗非特异性吸附并使内核荧光淬灭,在肿瘤微环境的酶解下脱去外壳并恢复基因转染和成像活性。这一微环境驱动“光开关”载体兼顾血液递送安全性、肿瘤微环境响应的靶向性和成像能力、基因胞浆递送高效性。因此,该两级响应智能载体为诊疗一体化载体的分子设计提供思路。
英文摘要
Currently, Imaging-guided site-specific delivery systems based on nanomaterials for cancer theranostics have been recognized as promising alternatives to traditional therapies in clinic. However, the theranostic nanomedicines must go through a cascade of three-stage biological barriers (blood-tissue-cell) to achieve targeted site. Therefore How to fabricate a nanomedicine with bio-responsive shielding structure for synchronizing non-specific interaction resistance and tumor-specific imaging is still a challenge. In our project, a two-stage responsive nanomedicine is prepared by glutathione-responsive hyperbranched poly(amidoamine)s as the core and enzyme-responsive hyperbranched polyglycerol as shielding shell through supramolecular host-guest interaction for synchronous gene therapy and near-infrared imaging. The shielding shell is endowed both charge shielding and fluorescence quenching abilities, while the polycation core is loaded with therapeutic gene and NIR probe. Such a core/shell assembly exhibits non-specific adsorption resistance with probe in quenched state in blood, and then displays enzyme-triggered shell detachment from the core in tumor microenvironments, leading gene transfection and imaging capacity recovery. Therefore this nanomedicine with “photoswitch” integrates blood compatibility, tumor microenvironment triggered targeting and imaging abilities and gene delivery efficiency. It will direct the design and synthesis of novel theranostic nanomedicines for clinical application.
影像引导、肿瘤特异性的治疗剂递送是肿瘤精准诊疗的发展方向,然而经静脉递送的诊疗制剂往往要经过血液,组织和细胞三级生理屏障才能达到靶部位。因此如何利用肿瘤微环境来设计具有智能响应性的精巧载体结构来同步实现时间上长循环、空间上特异性是一个挑战。本项目围绕“复杂层级化拓扑结构的构建与肿瘤诊疗运用问题”展开探索,将层级化设计结合血液-肿瘤组织-细胞级联智能响应特性,来实现结构上的模块化,功能上的整合化,响应上的时空级联化。具体地,我们采用支化聚合物与仿生材料为基元,通过可逆的物理作用(主客体作用或者生物膜包覆)来构建了一系列层级化纳米组装体:包括基于的超支化聚缩水甘油醚遮蔽外壳与具有响应降解能力的超支化聚阳离子形成的超分子核壳组装结构,以及由细胞膜外壳与生物大分子内核组成的仿生核壳结构。这两类层级结构都能在血液递送中依靠外壳实现长循环,而在肿瘤靶部位表现出级联式的微环境智能响应性,而实现靶部位滞留、治疗剂呈时空贯序的方式逐级释放、影像剂的点亮,从而发挥治疗(基因、光热、气体、化学动力)与成像(荧光、CT、核磁)的效果。总之,我们按研究计划完成了层级化核壳结构载体的构建、体内外级联响应能力表征、生物安全性评价和在肿瘤诊疗领域中的运用,从而完成了“层级化智能响应递送系统”从技术到理论的积累。.除了预期计划以外,我们还获得了以下额外的工作进展及新发现:(1) 拓展了原有基于超支化聚合物构筑基元的超分子组装结构,进一步探索了基于生物膜外壳和生物大分子内核的仿生核壳组装载体;(2) 所设计的肿瘤微环境点亮的“光开关”载体,还能够采用外界光场来调制生理信号的强度,从而达到光调制增强荧光信号并克服肿瘤的成像异质性;(3) 我们偶然发现可生物降解的超支化聚阳离子本身能够杀伤耐药细胞并干扰肿瘤细胞代谢,为开发非载药的纯聚合物治疗剂这一全新方向提供了新的线索。
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DOI:
10.1021/acs.chemmater.2c02686
发表时间:
2022-12
期刊:
Chemistry of Materials
影响因子:
8.6
作者:
[Wenkang Liu;Xiling Song;W. Liu;Qianming Lin;R. Xu;Hui Li;Wei Xue;Siming Yu]
通讯作者:
Wenkang Liu;Xiling Song;W. Liu;Qianming Lin;R. Xu;Hui Li;Wei Xue;Siming Yu
Lignin Nanoparticles: Green Synthesis in a γ-Valerolactone/Water Binary Solvent and Application to Enhance Antimicrobial Activity of Essential Oils
木质素纳米颗粒:γ-戊内酯/水二元溶剂中的绿色合成及其在增强精油抗菌活性中的应用
DOI:
10.1021/acssuschemeng.9b06716
发表时间:
2020-01-13
期刊:
ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
影响因子:
8.4
作者:
[Chen, Liheng, Shi, Yunfeng, Gong, Liang]
通讯作者:
Gong, Liang
Injectable Adhesive Self-Healing Multiple-Dynamic-Bond Crosslinked Hydrogel with Photothermal Antibacterial Activity for Infected Wound Healing
具有光热抗菌活性的可注射粘合剂自愈多重动力键交联水凝胶,可促进感染伤口愈合
DOI:
10.1021/acs.chemmater.1c03944
发表时间:
2022-03-22
期刊:
CHEMISTRY OF MATERIALS
影响因子:
8.6
作者:
[Guo, Huilong, Huang, Shan, Xue, Wei]
通讯作者:
Xue, Wei
Host-Guest Interaction-Based Dual response core/shell nanoparticles as efficient siRNA carrier for killing breast cancer cells
基于主客体相互作用的双响应核/壳纳米颗粒作为有效的 siRNA 载体杀死乳腺癌细胞
DOI:
10.1016/j.colsurfb.2021.111918
发表时间:
2021
期刊:
COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES
影响因子:
5.8
作者:
[Liang Jinglan, Wu Chengguang, Zhou Xiaoyan, Shi Yunfeng, Xu Jun, Cai Xiang, Fu Tingling, Ma Dong, Xue Wei]
通讯作者:
Xue Wei
Near-infrared laser-controlled nitric oxide-releasing gold nanostar/hollow polydopamine Janus nanoparticles for synergistic elimination of methicillin-resistant Staphylococcus aureus and wound healing
近红外激光控制释放一氧化氮的金纳米星/空心聚多巴胺Janus纳米颗粒协同消除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和伤口愈合
DOI:
10.1016/j.actbio.2022.02.029
发表时间:
2022-04-19
期刊:
ACTA BIOMATERIALIA
影响因子:
9.7
作者:
[Liang,Zhuoying, Liu,Wenkang, Yu,Siming]
通讯作者:
Yu,Siming
共 27 条
菊糖化纳米拮抗剂用于特发性肺纤维化
的多靶点综合治疗
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:薛巍
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依托单位:
一氧化氮协同增效烷基自由基抗肿瘤作用及分子机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:薛巍
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依托单位:
基于单分子胶束的超分子水凝胶用于疏水药物和基因的联合给药
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批准号:31271019
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:薛巍
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依托单位:
国内基金
海外基金