基于亮氨酸氨基肽酶的新型生物化学传感器

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21702053
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    王飞翼
  • 依托单位：
    湖北大学
  • 学科分类：
    B0507.医用材料化学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Leucine aminopeptidase(LAP) is an important cancer-related biomarker, which shows a significant overexpressed in malignant tumor cells, such as liver cancer. Thus, developing fluorescent probes focus on LAP holds great potential for cancer diagnosis, treatment and management. In this project, we intend to design and synthesize water-soluble, long wavelength, ratio fluorescent probes based-on S→N conversion mechanism, and hope to realize the detection of LAP in ratiometric model. Furthermore, we design a prodrug which could be triggered by LAP and release an anticancer drug to kill cancer cells, paving the way for cancer chemotherapy. We hope these work could provide an important reference for LAP related disease research.
亮氨酸氨基肽酶（LAP）是生物体内一种重要的癌症相关生物标记物（biomarker），其在肝癌等恶性肿瘤细胞中呈现出显著的过表达，因此，发展对肿瘤细胞中LAP进行跟踪监测的生物化学传感器，将在癌症等相关疾病的早期诊断和后期指导治疗方面具有重要的潜在应用价值。本项目基于亮氨酸氨基肽酶的催化反应特点，拟利用S→N转换机制，设计合成水溶性好、长波长、比值式的荧光探针，以其作为底物与亮氨酸氨基肽酶作用，实现对LAP的近红外比值式检测；然后，在此基础上，设计合成抗癌前药分子，以肿瘤部位过表达的亮氨酸氨基肽酶作为触发引信，触发抗癌前药分子释放出可以杀死肿瘤细胞的抗癌药物，达到癌症化疗的目的，从而为相关癌症的治疗提供新思路。期望通过上述工作，为亮氨酸氨基肽酶相关疾病的研究提供参考。

结项摘要

亮氨酸氨基肽酶（LAP）是生物体内重要的癌症相关生物标志物（biomarker），本项目通过构建一系列的荧光生物化学传感器，采用荧光分析等方法，结合生物成像等技术，分别在生物体外、细胞层次和活体层面，对生物样品中LAP的分布与活性等问题进行了细致的研究。首先，基于LAP的催化反应特点，通过将亮氨酸残基或二肽（半胱氨酸亮氨酸：Cys-Leu）嫁接于荧光染料上作为识别基团，构建了多种新型荧光分子探针；特别是，通过引入S→N转换机制，并进一步精细调节探针分子内的电子效应，首次成功构建了一种典型的近红外比值型荧光探针。然后，通过构建的荧光分子探针，结合激光共聚焦显微镜，利用2维（2D）、2.5维（2.5D）和3维（3D）成像技术，从多个维度和角度全面研究了LAP在正常细胞、癌细胞和斑马鱼等生物样品中的分布与活性等问题。其次，基于LAP在相关肿瘤细胞中含量丰富的特点，首次构建了一种基于LAP触发的抗癌前药分子，并研究和评估了前药分子对正常细胞和癌细胞的选择性杀伤效果，证实了该前药分子的有效性，取得了较好的实验结果。再次，由于LAP相关肿瘤细胞中同时也存在其它活性分子的过表达情况，我们通过构建相关荧光生物化学传感器也开展了部分研究工作，希望通过对肿瘤细胞中多个客体的研究，推动LAP相关疾病的精准监测。最后，通过上述研究工作，不仅为生物体内LAP的监测提供了一些新的工具，也为LAP相关疾病的诊疗提供了新的思路参考，有利于推动LAP相关研究的进一步发展。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（6）
A Leucine aminopeptidase-activated theranostic prodrug for cancer diagnosis and chemotherapy
用于癌症诊断和化疗的亮氨酸氨基肽酶激活治疗诊断前药
  • DOI：
    10.1021/acsabm.9b00655
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    ACS Applied Bio Materials
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Wang Feiyi;Hu Sisi;Sun Qi;Fei Qiang;Ma Chao;Lu CuiFen;Nie Junqi;Chen Zuxing;Ren Jun;Chen Guo-Rong;Yang Guichun;He Xiao-Peng;James Tony D.
  • 通讯作者：
    James Tony D.
A 1,2,3-triazolyl based conjugated microporous polymer for sensitive detection of p-nitroaniline and Au nanoparticle immobilization
一种基于 1,2,3-三唑基的共轭微孔聚合物，用于灵敏检测对硝基苯胺和金纳米颗粒的固定化
  • DOI：
    10.1039/c8py00702k
  • 发表时间：
    2018-07
  • 期刊：
    Polymer Chemistry
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Wei Feng;Cai Xinyi;Nie Junqi;Wang Feiyi;Lu Cuifen;Yang Guichun;Chen Zuxing;Ma Chao;Zhang Yuexing
  • 通讯作者：
    Zhang Yuexing
Phosphorus-rich network polymer supported ruthenium nanoparticles for nitroarene reduction
富磷网络聚合物负载钌纳米粒子用于硝基芳烃还原
  • DOI：
    10.1016/j.matlet.2018.12.140
  • 发表时间：
    2019-04-01
  • 期刊：
    MATERIALS LETTERS
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Cai, Xinyi;Nie, Junqi;Chen, Zuxing
  • 通讯作者：
    Chen, Zuxing
Photocatalytically Active Conjugated Porous Polymers via Click Chemistry for Heterogeneous Dehydrogenation of Hydrazo Aromatics
通过点击化学制备具有光催化活性的共轭多孔聚合物用于腙芳烃的多相脱氢
  • DOI：
    10.1021/acssuschemeng.0c04047
  • 发表时间：
    2020-09
  • 期刊：
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Song Chaoyang;Liu Biao;Nie Junqi;Ma Chao;Lu CuiFen;Wang Feiyi;Yang Guichun;Chen Zuxing
  • 通讯作者：
    Chen Zuxing
Imidazolium-based polymeric ionic liquids for heterogeneous catalytic conversion of CO2 into cyclic carbonates
用于 CO2 多相催化转化为环状碳酸酯的咪唑基聚合物离子液体
  • DOI：
    10.1016/j.micromeso.2019.109751
  • 发表时间：
    2020-01
  • 期刊：
    Microporous and Mesoporous Materials
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Wang Yinpeng;Nie Junqi;Lu Cuifen;Wang Feiyi;Ma Chao;Chen Zuxing;Yang Guichun
  • 通讯作者：
    Yang Guichun

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其他文献

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王飞翼的其他基金

基于肿瘤标志物亮氨酸氨基肽酶双重激活型荧光传感器的构建及其性能研究
  • 批准号：
    22178088
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    61 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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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

        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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