高分子-siRNA纳米粒子的内部结构及其对siRNA递送的影响
批准号:
U1932164
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
燕云峰
依托单位:
学科分类:
A3206.中国散裂中子源装置
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
帅棋、刘玉琼、赵广阔、丁杭唯、汪璐、张文、李梦倩
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中文摘要
发展高效的纳米载体对于提高siRNA的递送效率,实现RNA干扰技术在癌症和遗传性疾病治疗方面的应用具有关键作用。目前,siRNA递送研究主要集中在载体化学结构的优化及载体-siRNA纳米粒子表观物理化学性质对递送效率的影响,对纳米粒子内部结构的认识不足制约了siRNA纳米药物的发展。本项目拟利用活性自由基聚合及相关化学修饰,制备化学结构和分子量精确可控的高分子载体。利用中国散裂中子源的小角中子散射和常规测试手段,研究高分子-siRNA纳米粒子的结构,特别是内部结构(如微结构的尺寸和分布)与高分子载体结构、pH值、离子强度、高分子/siRNA比例以及siRNA递送效率的关系。本项目从内部结构这一新的角度,揭示siRNA纳米药物的构-效关系。项目实施将深化我们对高分子-siRNA纳米粒子结构及siRNA递送机理的认识,为设计新的siRNA载体,推进RNA干扰技术的临床应用提供发展思路和依据。
英文摘要
The development of efficient nanocarriers plays key role in the improvement of siRNA delivery and clinical application of the emerging RNA interference (RNAi) technology in the treatment of cancer and heritable diseases. Current studies on siRNA delivery focus on the structural optimization of delivery vehicles as well as effects of apparent physicochemical properties (e.g. size and surface charge) of carrier-siRNA nanoparticles (NPs) on the delivery efficacy. The lack of understanding of the internal structure of siRNA NPs substantially impends the development of siRNA nanodrugs. In this project, we will prepare copolymers with fine-tuned chemical structures and molecular weights for siRNA delivery using the living polymerization and post-polymerization modifications. Investigations on the structures of polymer-siRNA NPs, with focuses on the internal structures of NPs (e.g. the size and distribution of subunits), will be carried out using conventional physicochemical technologies and small angle neutron scattering (SANS) at the China Spallation Neutron Source (CSNS) to reveal their relationship with the structure of polymer carriers (composition and molecular weight), pH, ionic strength, the ratio of polymer and siRNA, as well as the efficacy of siRNA delivery. This study brings new thoughts to the structure-activity relationship of siRNA NPs in terms of the internal structure of NPs. The implementation of this project will provide more in-depth understanding on the mechanism of siRNA delivery. It will be also helpful for developing new types of siRNA delivery carriers and the advancement of RNAi-based therapeutics.
高效、安全的siRNA载体开发是推进RNA干扰技术在疾病治疗,特别是癌症和遗传性疾病治疗方面的临床应用的关键。相较于相对成熟的脂质载体,高分子载体的基础研究和应用转化方面进展较慢,人们对高分子载体的构-效关系的认识的不足制约了siRNA高分子载体的发展和应用。本项目首先利用活性聚合(ARTP和ROP)及相关化学修饰,高效制备了大量化学结构和分子量精确可控的功能高分子材料。通过在肿瘤细胞系上的筛选获得了系列具有良好siRNA递送效率的高分子载体。在此基础上,系统研究了高分子的分子量、可质子化基团种类、疏水链的长度和含量对高分子-siRNA纳米粒子的结构和siRNA递送效率的影响。结果显示,高分子结构中N上的取代基不但影响载体的pKa,也会影响载体的亲-疏水平衡。高效的siRNA递送需要通过调节高分子载体上的亲-疏水比例在复合物纳米粒子的稳定性、细胞摄取和内体逃逸等方面取得恰当的平衡。SANS和TEM研究进一步显示,高分子载体的两性离子修饰可能会导致在高分子-siRNA复合物纳米粒子内部形成不均一的内部微结构,这种结构没有显著影响纳米粒子的细胞摄取,但是会阻碍siRNA的内体逃逸和胞内释放,进而降低siRNA递送效率。相关结果加深了我们对高分子-siRNA纳米粒子结构及siRNA递送机理的认识,为设计新的siRNA高分子载体提供了有益借鉴。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Structural Exploration of Polycationic Nanoparticles for siRNA Delivery
用于 siRNA 递送的聚阳离子纳米颗粒的结构探索
DOI:10.1021/acsbiomaterials.2c00196
发表时间:2022
期刊:ACS Biomaterials Science & Engineering
影响因子:5.8
作者:Yunfeng Yan;Guangliang Zhang;Chengfan Wu;Qidi Ren;Xiaomin Liu;Fangqian Huang;Yi Cao;Wenbo Ye
通讯作者:Wenbo Ye
Advances in Photocrosslinkable Materials for 3D Bioprinting
用于 3D 生物打印的光交联材料的进展
DOI:10.1002/adem.202100663
发表时间:2021-08
期刊:Advanced Engineering Materials
影响因子:3.6
作者:Wen Zhang;Wenbo Ye;Yunfeng Yan
通讯作者:Yunfeng Yan
Fabrication of polysaccharide-stabilized zein nanoparticles by flash nanoprecipitation for doxorubicin sustained release
通过快速纳米沉淀制备多糖稳定的玉米醇溶蛋白纳米粒子用于阿霉素缓释
DOI:10.1016/j.jddst.2022.103183
发表时间:2022-02
期刊:Journal of Drug Delivery Science and Technology
影响因子:5
作者:Wenbo Ye;Guangliang Zhang;Xiaomin Liu;Qidi Ren;Fangqian Huang;Yunfeng Yan
通讯作者:Yunfeng Yan
Construction of Degradable and Amphiphilic Triblock Polymer Carriers for Effective Delivery of siRNA
用于有效递送 siRNA 的可降解和两亲性三嵌段聚合物载体的构建
DOI:10.1002/mabi.202200232
发表时间:2022
期刊:Macromolecular Bioscience
影响因子:4.6
作者:Yunfeng Yan;Fangtao Zhu;Huahui Su;Xiaomin Liu;Qidi Ren;Fangqian Huang;Wenbo Ye;Mengdan Zhao;Yunchun Zhao;Junpeng Zhao;Qi Shuai
通讯作者:Qi Shuai
Microfluidic fabrication of tunable alginate-based microfibers for the stable immobilization of enzymes
用于稳定固定酶的可调节藻酸盐微纤维的微流体制造
DOI:10.1002/biot.202200098
发表时间:2022-05-17
期刊:BIOTECHNOLOGY JOURNAL
影响因子:4.7
作者:Zhang,Wen;Ye,Wenbo;Yan,Yunfeng
通讯作者:Yan,Yunfeng
功能化纳米脂质体的构建及其膜融合介导的mRNA递送研究
- 批准号:Z25B040003
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:燕云峰
- 依托单位:
含二硒键信使RNA脂质载体的构建和性能研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:燕云峰
- 依托单位:
PAGE-b-PEO-b-PCL功能化嵌段共聚物的制备及其在信使RNA递送中的应用
- 批准号:LY19B040004
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:燕云峰
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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