针对中晚期癌症的光热免疫治疗纳米系统的构建与作用机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81573365
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3408.药剂学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

It is difficulty to treat advanced cancer due to the spread and metastasis of cancer cells. In this work, we establish a multifunctional nanoparticles by encapsulating hollow gold nanoparticles (HAuNS, with strong near-infrared photothermal conversion ability) and peptide drug (AUNP12, with the function of blocking PD-1/PD-L1 pathway between the cancer cells and immune cells) into biodegradable polylactic acid-glycolic acid (PLGA) nanoparticles. The surface of the nanoparticles is further conjugated with Apatmer AS1411 having specific binding ability for Nucleolin. Then the nanoparticles shows multifunctions of tumor-specific targeting delivery, controlled release of the peptide drug, and immune recognition to cancer cells via mediation of the NIR light. NIR mediated photothermal therapy often plays the role of short-term treatment, while a long period treatment is needed for immunotherapy in order to get a good efficacy. After systemic administration, the nanoparticles can selectively accumulate in tumor sites, and presents a short-term photothermal therapy under NIR light irradiation to eliminate the primary tumor rapidly, blocking the spread of cancer cells from the primary tumor. At the same time, the irradiation results in the triggered release of some AUNP12 from the nanoparticles, inducing the rapid increase of AUNP12 concentration in vivo. Subsequently, the high concentration of AUNP12 can be kept by its constant release due to the gradual biodegradation of PLGA, which induces a long-term immunotherapy to kill the diffused and metastasis cancer cells. The combined photothermal immunotherapy will be an efficient approach to treat advanced cancer.
针对中晚期癌症易发生以主体肿瘤为中心的癌细胞扩散转移而导致难以有效治愈难题,拟将具有强近红外光热转化性能的中空金纳米粒,和具有阻断癌细胞与免疫细胞之间PD-1/PD-L1通路能力的多肽药物AUNP12,共同包封于生物可降解聚PLGA纳米粒中;用能与Nucleolin特异性结合的Apatmer AS1411修饰表面,构建一种新型特异性靶向肿瘤的、光热治疗、药物控制释放、以及重启癌细胞免疫识别而行使免疫治疗的多功能纳米粒。依据光热治疗短期性以及免疫治疗长期性特点,该纳米粒经系统给药后,能选择性累积到肿瘤主体;在近红外光介导下,发挥短期光热治疗,迅速消除肿瘤主体,切断癌细胞扩散源,同时触发部分药物释放,迅速提升其体内浓度,随后借助材料生物降解性,恒速释放药物,较长时间维持有效浓度,实现长效免疫治疗,有效消灭弥散和远端扩散癌细胞群。两者治疗功效长短结合,协同起效,有望显著提升中晚期癌症治愈效果。

结项摘要

中晚期癌症的一个主要特点是癌症细胞从原发部位向周围组织发生浸润弥散,或通过循环系统等向远端组织发生扩散转移。这导致我们无法对癌症病患实施有效的手术治疗;而放化疗对机体的毒副作用与诱导肿瘤产生的耐药性,也使得传统治疗手段难以发挥预期的效果。因此,探索一种针对中晚期癌症特点的有效治疗手段是非常有必要。我们选用了具有较强的表面等离子共振特性的中空金纳米粒(Hollow gold nanospheres, HAuNS)利用HAuNS的近红外光热转换效应,实现对主体肿瘤绝大部分细胞的光热消融(Photothermal ablation,PTA)。同时应用一种抗PD-1受体的小分子多肽(Anti-PD-1 peptide,APP)阻断T淋巴细胞表面的PD-1受体减少其免疫逃逸现象。我们将HAuNS和APP共同包载于聚乳酸-羟基乙酸共聚物( (poly(lactic-co-glycolic acid, PLGA)中。通过对HAuNS和APP进行疏水化修饰,采用单溶剂乳化蒸发法制备得到共载HAuNS和APP的PLGA纳米粒(HAuNS and APP co-loaded nanoparticles,AA@PN)。考察了纳米粒体中 APP 的体外释放行为,发现在波段为808 nm(Nearinfrared light, NIR)的介导下,实现了纳米粒中的APP的脉冲式释放。瘤内注射该纳米粒并施予 NIR 照射后,HAuNS可发挥PTA治疗作用,迅速杀死小鼠体内绝大部分原发肿瘤癌细胞,同时触发纳米粒中的部分多肽药物的释放,迅速提高体内药物浓度水平,随后借助于PLGA材料的缓慢降解的特点,恒速释放药物,能够在较长时间内持续维持小鼠体内APP有效浓度,实现长效免疫检查点阻断效应,重启机体的固有免疫机能,有效的清除主体肿瘤中残存的少量癌细胞和远端肿瘤细胞。进一步引入Toll样受体激动剂CpG佐剂的使用。该治疗策略结合了光热,免疫佐剂和PD-1抑制剂的联合使用。通过建立小鼠结肠癌CT26 和乳腺癌4T1的肺转移模型,考察了AA@PN在CpG的辅助作用下,有效的抑制CT26及4T1肺转移的治疗效果。同时通过建立肿瘤术后复发模型和术后再接瘤模型,发现该纳米粒具有肿瘤疫苗样作用,可以诱导机体产生更多长效记忆性免疫细胞,有效的抑制肿瘤的术后复发。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Specifically Increased Paclitaxel Release in Tumor and Synergetic Therapy by a Hyaluronic Acid-Tocopherol Nanomicelle
透明质酸-生育酚纳米胶束特别增加肿瘤中紫杉醇的释放和协同治疗
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b02606
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Zhang Hanbo;Li Wei;Guo Xiaomeng;Kong Fenfen;Wang Zuhua;Zhu Chunqi;Luo Lihua;Li Qingpo;Yang Jie;Du Yongzhong;You Jian
  • 通讯作者:
    You Jian
Overcoming photodynamic resistance and tumor targeting dual-therapy mediated by indocyanine green conjugated gold nanospheres
吲哚菁绿缀合金纳米球介导的克服光动力抵抗和肿瘤靶向双重治疗
  • DOI:
    10.1016/j.jconrel.2017.05.015
  • 发表时间:
    2017-07-28
  • 期刊:
    JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Li, Wei;Guo, Xiaomeng;You, Jian
  • 通讯作者:
    You, Jian
Specific Photothermal Ablation Therapy of Endometriosis by Targeting Delivery of Gold Nanospheres
通过金纳米球靶向递送治疗子宫内膜异位症的特异性光热消融疗法
  • DOI:
    10.1002/smll.201603270
  • 发表时间:
    2017-04-18
  • 期刊:
    SMALL
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Guo, Xiaomeng;Li, Wei;You, Jian
  • 通讯作者:
    You, Jian
Hypoxic tumor therapy by hemoglobin-mediated drug delivery and reversal of hypoxia-induced chemoresistance
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-11-01
  • 期刊:
    BIOMATERIALS
  • 影响因子:
    14
  • 作者:
    Yang, Jie;Li, Wei;You, Jian
  • 通讯作者:
    You, Jian
A photosensitive liposome with NIR light triggered doxorubicin release as a combined photodynamic-chemo therapy system
具有近红外光触发阿霉素释放的光敏脂质体作为光动力化疗组合治疗系统
  • DOI:
    10.1016/j.jconrel.2018.02.001
  • 发表时间:
    2018-05-10
  • 期刊:
    JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Li, Qingpo;Li, Wei;You, Jian
  • 通讯作者:
    You, Jian

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其他文献

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  • 作者:
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  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    杜永忠;游剑;徐加国
  • 通讯作者:
    徐加国
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高细胞毒性和耐药性
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  • 作者:
    游剑;胡富强*;杜永忠;袁弘
  • 通讯作者:
    袁弘

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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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