仿生纳米复合疫苗制剂用于肿瘤深层光动力/免疫协同精准治疗的研究
批准号:
52072393
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
冯炜
依托单位:
学科分类:
无机非金属类生物材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯炜
中文摘要
针对传统光动力治疗(PDT)可见光组织穿透深度受限、只限于浅表性肿瘤且效果差的难题,本项目以“仿生纳米医学”、“免疫疗法”和“个性化精准治疗”的设计思路,发展一种深层PDT协同肿瘤疫苗实现彻底治疗肿瘤的仿生纳米制剂。通过精细调控有机/无机杂化材料体系,考察仿生-结构-组成-增效之间的关系,筛选最佳组合和配比方案,将上转换纳米颗粒、光敏剂、小分子功能药物和肿瘤疫苗结合,一方面构建出近红外光激发荧光共振能量转移介导的深层PDT,掺入特异性8-羟基鸟嘌呤核苷酸酶抑制剂,增强对原位肿瘤的杀伤效果;另一方面,表面修饰个性化生物学重编程融合细胞膜,生物靶向高量富集,协同新型免疫调节因子四氢生物蝶呤,激活机体应答,唤醒免疫力,彻底清除藏匿或转移癌细胞,实现长期防御。本项目利用生物纳米技术提高肿瘤治疗的安全性和高效性,并结合免疫调节,为构建多功能和个性化纳米平台提供实验依据,为肿瘤精准治疗提供新思路。
英文摘要
To overcome the drawbacks of traditional photodynamic therapy (PDT), such as shallow depth of tissue-penetration and treatment of superficial solid tumors with low efficacy, we intend to develop a novel biomimetic nanoformulation that combines deep PDT with cancer vaccine to achieve complete tumor killing, basing on the strategy of biomimetic nanomedicine, immunotherapy and personalized precision medicine. By regulating the organic/inorganic system and investigating the relationship of biomimetic-nanostructure-composition-enhancing performance, the composition and microstructure will be rationally optimized. Herein, Ostwald ripening-mediated grafting of photosensitizers-containing metal-organic frameworks will be immobilised on an upconversion nanoparticle core via heterogeneous nucleation. A novel MTH1 inhibitor will be encapsulated in shell nanopores and modified with fused cell cytomembrane to yield a promising nanosystem, which achieving improved cancer treatment through the combination of fluorescence resonance energy transfer mediated PDT and increase intracellular reactive oxygen species levels. Furthermore, the integration of the nanoplatforms with tetrahydrobiopterin treatment will promote the abscopal effect to completely inhibit the growth of untreated distant tumors by generating specific immunity. Collectively, this project will provide a new strategy to realize the efficiency and biosafety of cancer therapy based on nano-biotechnology and immunotherapy, finally serve as the scientific support to construct versatile and personalized nanoplatforms in cancer treatment.
本项目针对传统光动力治疗(PDT)存在的关键科学问题展开研究,设计并制备了一种基于上转换纳米颗粒、金属有机框架和融合细胞膜的有机/无机个性化UMMF仿生纳米疫苗制剂。该制剂具有优良的生物相容性和稳定性,可协调小分子激活因子的作用,满足临床静脉注射的需求,在肿瘤治疗中的广阔前景。项目研究内容包括UMMF仿生纳米疫苗制剂的设计与制备、光敏剂与免疫疫苗的共传递策略研究、PDT与免疫治疗(IMT)的协同作用机制以及其在肿瘤治疗中的应用。制剂通过纳米体系将光敏剂与免疫疫苗精准递送至肿瘤部位,联合近红外(NIR)激光照射,在深层组织内产生活性氧(ROS)。此外,针对肿瘤细胞对ROS的耐受性,本研究从分子水平抑制MTH1酶的活性,从而增强PDT对癌细胞的杀伤效果。同时,PDT治疗诱导的免疫学效应与免疫疫苗的协同作用显著提升了对术后残留肿瘤、隐匿性肿瘤以及转移性肿瘤细胞的清除能力,并通过免疫记忆效应有效抑制肿瘤复发,最终实现了彻底根治肿瘤的目的。本项目所设计的UMMF仿生纳米疫苗制剂,其结构和功能经过多项实验表征,证实具有优异的物理化学性能、生物相容性和稳定性。在体外实验中,制剂通过NIR激光照射产生ROS,显著提高了PDT对肿瘤细胞的杀伤效率。同时通过抑制MTH1酶的活性,使ROS的耐受性显著降低,进一步提高了治疗效果。在体内研究中,该制剂的PDT治疗联合IMT协同作用显著缩小肿瘤体积,并显著延长了荷瘤鼠的生存期。此外,在抗肿瘤复发和转移研究中,制剂诱导的免疫记忆效应能够有效抑制肿瘤复发率。本项目通过多学科交叉研究,为肿瘤治疗提供了新的解决方案。该制剂的设计具有个性化和普适性,可扩展应用于其他类型肿瘤的精准治疗。本研究不仅推动了光动力治疗和免疫治疗领域的科学进步,还为新型仿生纳米疫苗的开发和临床转化提供了技术支持与理论依据。
GOD@Fe3O4@PPy复合纳米诊疗剂的设计与肿瘤化学动力学/光热协同治疗
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批准号:51802336
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2018
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负责人:冯炜
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依托单位:
国内基金
海外基金