可控荧光多肽自组装及其用于食道癌检测成像的研究
结题报告
批准号:
51803152
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
范震
依托单位:
学科分类:
E0308.生物医用有机高分子材料
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
周雪、萧雨芬、胡宇
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中文摘要
多肽自组装研究对药物和基因的控制释放、生物传感、组织工程等领域有重要意义,然而多肽自组装技术仍面临很多挑战。譬如,由于多肽的自荧光集中于紫外不可见光范围,限制了其自组装体系在生物成像等领域的应用。申请人前期的研究工作表明,基于生物荧光蛋白的机理,通过有序的多肽自组装可以生成具有蓝色荧光的多肽纳米颗粒,并对癌细胞进行荧光成像诊断分析和实时监测药物的递送和释放。本项目拟在前期工作基础上尝试应用不同氨基酸序列的多肽,同时引入有机/水相混合溶剂体系,通过对氨基酸序列和自组装条件的优化,合成具有可控荧光的多肽自组装体系,并对食道癌进行体内检测成像和实时跟踪药物的靶向递送。同时探索多肽自组装体系的结构信息和光学性质的关系,阐明此类结构诱导荧光的机制,为设计新型集检测、成像和治疗于一体的生物功能材料奠定理论基础。
英文摘要
Studies on peptide self-assembly are significant to biomedical research areas, such as controlled drug and gene release, biosensing, tissue engineering, etc. However, there are still many technical challenges for peptide self-assembly. Among these challenges, limited intrinsic ultraviolet invisible fluorescence of peptides restricts the applicability of peptide self-assemblies as productive and efficient bioimaging probes. Motivated by the extensive work on green fluorescent protein (GFP), we combined concepts from peptide self-assembly and GFP molecular engineering to create simple dipeptide self-assembled nanoparticles that mimic the optical features of GFP-derived proteins. We also showed that these visible fluorescent dipeptide self-assembled nanoparticles can be used for targeted cellular imaging and real-time drug release monitoring. Based on our previous work, we plan to synthesize the peptide self-assembly nanosystems with controllable fluorescence properties. Specifically, we will build up a library of peptides with various amino acids sequence and introduce the organic solvents as reaction environments for peptide self-assembly. The experimental parameters including temperature, pressure and solvent polarity will be also optimized for visible even near-infrared fluorescence. Afterwards, the fluorescent peptide self-assembly nanosystem will be validated for in vivo esophageal cancer imaging at different tumor stages, including primary solid tumor, earlier carcinoma and metastasis, and tracking the delivery efficacy of drugs. Meanwhile, through discovering the relationship between the structure and optical properties of peptide self-assembly nanosystems, we will try to unveil the underlying principles of the structure induced fluorescence. This study will extend the category of peptide self-assembly nanosystems with optical properties to develop the biocompatible nanoplatform for detection, imaging and therapeutic applications.
多肽自组装材料在微观结构上表现出了丰富的多样性,然而相对局限的物理化学特性,一定程度上限制了其在生物医学领域的应用。同时,针对我国的食道癌患病率和死亡率逐年增高,且化疗药物副作用较大等问题。本项目设计并构筑了具有可见自荧光的生物活性多肽组装体,同时探索了针对食道癌的生物大分子治疗方法。利用酪氨酸酶的选择性催化,我们利用酪氨酸酶对具有生物活性的WRWRWY多肽进行酶促氧化聚合,并进一步自组装形成具有可见荧光的多肽纳米颗粒。同时,我们设计并制备了一种具有自发绿色荧光和具有抗肿瘤活性的三肽组装体,其能够在细胞内酪氨酸酶的氧化下原位自组装,进而实现针对癌细胞的特异成像和有效杀伤。此外,我们还发展了针对食道癌细胞的新型miRNA胞内递送方法,能够实现快速高效的miRNA胞内递送并有效杀伤食道癌细胞。通过项目组成员的努力工作,项目执行期间以通讯作者(含共同通讯作者)发表9篇标注该项目的期刊论文,包括Advanced Functional Materials、Biomaterials、Chemistry of Materials等知名期刊。
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
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Acta Physico - Chimica Sinica
影响因子:--
作者:陈灵珊;洪苑秀;贺石生;范震;杜建忠
通讯作者:杜建忠
DOI:10.1039/d0ra09539g
发表时间:2021-01-04
期刊:RSC advances
影响因子:3.9
作者:Sun Y;Wang C;Sun M;Fan Z
通讯作者:Fan Z
DOI:10.1016/j.cclet.2020.02.035
发表时间:2020
期刊:Chinese Chemical Letters
影响因子:--
作者:Sun Min;Hu Hankun;Sun Leming;Fan Zhen
通讯作者:Fan Zhen
Polymersome Wound Dressing Spray Capable of Bacterial Inhibition and H2S Generation for Complete Diabetic Wound Healing
聚合物伤口敷料喷雾能够抑制细菌并产生 H2S,促进糖尿病伤口完全愈合
DOI:10.1021/acs.chemmater.1c01872
发表时间:2021-10-12
期刊:CHEMISTRY OF MATERIALS
影响因子:8.6
作者:Liu, Danqing;Liao, Yuyao;Du, Jianzhong
通讯作者:Du, Jianzhong
Photocrosslinking-Immobilized Polymer Vesicles for Lowering Temperature Triggered Drug Release
光交联固定聚合物囊泡可降低温度引发的药物释放
DOI:--
发表时间:2020
期刊:Acta Physico - Chimica Sinica
影响因子:--
作者:廖雨瑶;范震;杜建忠
通讯作者:杜建忠
靶向线粒体的超声驱动多肽材料及其针对前列腺癌的诊疗研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    范震
  • 依托单位:
基于自荧光多肽材料的免疫荧光探针及其在三阴性乳腺癌可视化检测及疗效监控中的应用研究
  • 批准号:
    19ZR1478800
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    范震
  • 依托单位:
Phenamil 促进BMP2 诱导骨髓间充质干细胞成骨信号通路的研究
  • 批准号:
    81400485
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    范震
  • 依托单位:
国内基金
海外基金