二氧化钛/稀土上转换发光纳米复合材料的合成及其近红外光响应光动力疗法抗肿瘤作用的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51472233
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    83.0万
  • 负责人：
    侯智尧
  • 依托单位：
    中国科学院长春应用化学研究所
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Photodynamic therapy (PDT) is a novel and effective antitumor treatment method. As low phototoxic photosensitizer, titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) have potential application in the inhibition of cancer because of their excellent photocatalytic activity, little noxious and chemical stability. Like other conventional photosensitizers, TiO2 NPs have the two challenges. On one hand, the normal cells can be killed during the inhibition of cancer cells by the PDT due to non-selective of TiO2 NPs. On the other hand, as the excitation source of TiO2 NPs, ultraviolet light shows very limited tissue penetration depth. To resolve these problems, in this project, we will focus on the design and synthesis of UCNPs@TiO2 nanocomposites composed of TiO2 NPs coated up-conversion nanoparticles (UCNPs) with uniform morphology, good dispersion and core-shell structure. Up-conversion luminescent UCNPs@TiO2 can be served as near-infrared light responsive photosensitizer without introducing other photosensitizers in the PDT. UCNPs play two roles. Firstly, UCNPs can convert deeply tissue penetrating near-infrared light to ultraviolet light, and TiO2 NPs on the surface of UCNPs can absorb the ultraviolet light to obtain photocatalytic activity. Secondly, they can serve as imaging contrasts to monitor and track the in vivo delivery and distribution of UCNPs@TiO2 nanocomposites. In addition, the UCNPs@TiO2 nanocomposites are further surface-functionalized by anti carcinoembryonic antigen monoclonal antibody to gain the tumor targeting capacity. Finally, in vitro and in vivo antitumor effect and mechanism of UCNPs@TiO2 by near-infrared light responsive PDT will be investigated in detail.
光动力疗法(PDT)是一种新兴的治疗肿瘤的有效方法。纳米TiO2因具有出色的光催化性能、良好的生物相容性和稳定的化学性质而有望成为有效治疗癌症且毒副反应小的光敏剂。与其它光敏剂一样，TiO2也存在一些问题：一是不具有选择性，光动力抑制肿瘤细胞时正常细胞也会被杀死；二是激发纳米TiO2的紫外光的组织穿透深度较浅。针对这些问题，本项目中我们将合成形貌均匀和分散性好的纳米TiO2包覆上转换发光纳米粒子(UCNPs)的核壳纳米复合材料(UCNPs@TiO2)，构建近红外光响应的TiO2光敏剂。UCNPs具有双重作用，一是将组织穿透深度较深的近红外光转换为紫外光并传递给UCNPs表面的纳米TiO2；二是作为成像试剂监测光敏剂在生物体内的传递和分布情况。经抗癌胚抗原单抗表面修饰后，UCNPs@TiO2能够靶向输送到肿瘤细胞，深入研究UCNPs@TiO2体外/体内的近红外光响应PDT抑制肿瘤效果和机制。

结项摘要

光动力疗法(PDT)是一种新兴的治疗肿瘤的有效方法。纳米TiO2 因具有出色的光催化性能、良好的生物相容性和稳定的化学性质而有望成为有效治疗癌症且毒副反应小的光敏剂。与其它光敏剂一样，TiO2 也存在一些问题：一是不具有选择性，光动力抑制肿瘤细胞时正常细胞也会被杀死；二是激发纳米TiO2 的紫外光的组织穿透深度较浅。针对这些问题，本项目中我们将合成形貌均匀和分散性好的纳米TiO2 包覆上转换发光纳米粒子(UCNPs)的核壳纳米复合材料(UCNPs@TiO2)，构建近红外光响应的TiO2 光敏剂。UCNPs 具有双重作用，一是将组织穿透深度较深的近红外光转换为紫外光并传递给UCNPs 表面的纳米TiO2；二是作为成像试剂监测光敏剂在生物体内的传递和分布情况。经抗癌胚抗原单抗表面修饰后，UCNPs@TiO2 能够靶向输送到肿瘤细胞，深入研究UCNPs@TiO2 体外/体内的近红外光响应PDT抑制肿瘤效果和机制。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
New advances on the marrying of UCNPs and photothermal agents for imaging-guided diagnosis and the therapy of tumors
UCNPs与光热剂结合用于影像引导诊断和肿瘤治疗的新进展
  • DOI：
    10.1039/c6tb03117j
  • 发表时间：
    2017-03-28
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B
  • 影响因子：
    7
  • 作者：
    Wang, Dongmei;Liu, Bei;Lin, Jun
  • 通讯作者：
    Lin, Jun
Enhanced Antitumor Efficacy by 808 nm Laser-Induced Synergistic Photothermal and Photodynamic Therapy Based on a Indocyanine-Green-Attached W18O49 Nanostructure
基于吲哚菁绿附着的 W18O49 纳米结构的 808 nm 激光诱导协同光热和光动力疗法增强抗肿瘤功效
  • DOI：
    10.1002/adfm.201503046
  • 发表时间：
    2015-12-16
  • 期刊：
    ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
  • 影响因子：
    19
  • 作者：
    Deng, Kerong;Hou, Zhiyao;Lin, Jun
  • 通讯作者：
    Lin, Jun
Optimization of upconversion luminescence of Nd3+-sensitized BaGdF5-based nanostructures and their application in dual-modality imaging and drug delivery
Nd3 敏化 BaGdF5 纳米结构的上转换发光优化及其在双模态成像和药物输送中的应用
  • DOI：
    10.1039/c5dt04191k
  • 发表时间：
    2016-01-01
  • 期刊：
    DALTON TRANSACTIONS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    He, Fei;Li, Chunxia;Lin, Jun
  • 通讯作者：
    Lin, Jun
Aptamer-Mediated Up-conversion Core/MOF Shell Nanocomposites for Targeted Drug Delivery and Cell Imaging
用于靶向药物输送和细胞成像的适体介导的上转换核/MOF壳纳米复合材料
  • DOI：
    10.1038/srep07851
  • 发表时间：
    2015-01-19
  • 期刊：
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Deng, Kerong;Hou, Zhiyao;Lin, Jun
  • 通讯作者：
    Lin, Jun
808-nm-Light-Excited Lanthanide-Doped Nanoparticles: Rational Design, Luminescence Control and Theranostic Applications
808 nm 光激发稀土掺杂纳米粒子：合理设计、发光控制和治疗诊断应用
  • DOI：
    10.1002/adma.201605434
  • 发表时间：
    2017-05-10
  • 期刊：
    ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Liu, Bei;Li, Chunxia;Lin, Jun
  • 通讯作者：
    Lin, Jun

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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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