Caspase-3/7激活的光声影像探针进行活体水平早期检测肿瘤凋亡信号的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21505070
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0405.化学成像
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Tumor response to treatment often requires the iatrogenic induction of tumor cell death through apoptosis, noninvasive monitoring of which will provide important information for predicting therapy efficacy and for early screening of anti-cancer drugs in vivo. Capsase-3/7 has been identified as a key mediator of cell apoptosis, and its activation is a common effector to tumor cell death. Therefore, development of caspase-3/7 specific molecular imaging probes can provide an efficient method for early detection of tumor apoptosis. Recently, photoacoustic imaging (PAI) has been emerging as an attractive biomedicine imaging technology, which can break through the imaging depth limit and create multi-scale images with high sensitivity and high resolution. However, due to the lack of design methods, there is still no report on the caspase-3/7 sensitive PAI probes. Herein, by taking the advantages of PAI and caspase-3/7 substrate, we are aiming to apply our developed biocompatible reaction-mediated in situ self-assembly strategy to develop the first caspase-3/7 activatable PAI probes that report on caspase-3/7 activity and thus chemotherapy-induce tumor apoptosis in living mice. These novel PAI probes will allow for the early detection of tumor apoptosis with high sensitivity, and high-resolution tracking of the heterogeneous response to therapy in tumor tissues.
肿瘤在治疗过程中通常会诱导肿瘤细胞凋亡,对其信号检测可以用于活体上早期筛选抗肿瘤药物和预测肿瘤治疗效果。Caspase-3/7作为细胞凋亡通路上的关键效应酶,其活化过程最终执行肿瘤细胞死亡。因此,设计caspase-3/7特异性的分子影像探针可以实现早期检测肿瘤的凋亡信号。光声成像是近年来新兴发展的生物医学成像技术,具有高灵敏度、高分辨率和高组织成像深度的优点,但是,发展caspase-3/7响应的PAI探针用于检测肿瘤的凋亡信号目前还缺少有效的方法。本项目拟就结合PAI成像优点和caspase-3/7作用底物特性,通过采取生物正交反应调控小分子化合物细胞内原位自组装的策略来设计caspase-3/7特异性激活的有机小分子PAI探针,用于小鼠体内高灵敏度的检测肿瘤在药物治疗过程中的凋亡信号,同时进行高分辨率的分析这些凋亡信号在肿瘤组织中分布,从而为肿瘤治疗效果的早期评价建立新方法。

结项摘要

光声成像有效的结合了光学和超声这两种成像技术的优点,可以在活体上实现同时具有高灵敏度、高分辨率、较深成像深度的三维空间成像分析,已广泛应用于活体上生物功能分子的检测。然而,目前尚缺少有效的方法来构建caspase-3响应的光声成像探针用于检测肿瘤的凋亡信号。本研究通过采取生物正交反应调控小分子化合物细胞内原位自组装的策略来构建了第一例肿瘤细胞靶向、caspase-3特异性激活的有机小分子光声成像探针,成功应用于小鼠体内检测皮下移植人脑胶质肿瘤(U87MG)在抗癌药物阿霉素(DOX)治疗后产生的凋亡信号;进一步利用光声成像具有较深组织成像深度和较高分辨率的优点,我们成功分析了肿瘤在化疗过程中产生的局部凋亡信号,并阐明了肿瘤在治疗过程中逐渐增强的凋亡信号以及肿瘤组织在治疗过程中产生的局部凋亡信号。这一研究进一步扩展于发展一系列新型分子影像探针和诊疗探针,从而为活体成像分析研究提供新方法。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Redox-Mediated Disassembly to Build Activatable Trimodal Probe for Molecular Imaging of Biothiols.
氧化还原介导的拆卸构建用于生物硫醇分子成像的可激活三峰探针。
  • DOI:
    10.1021/acsnano.6b05030
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Zheng Mengmeng;Wang Yuqi;Shi Hua;Hu Yuxuan;Feng Li;ong;Luo Zhiliang;Zhou Mi;He Jian;Zhou Zhenyang;Zhang Yan;Ye Deju
  • 通讯作者:
    Ye Deju
Rational engineering of semiconductor QDs enabling remarkable O-1(2) production for tumor-targeted photodynamic therapy
半导体量子点的合理设计可实现显着的 O-1(2) 生产,用于肿瘤靶向光动力治疗
  • DOI:
    10.1016/j.biomaterials.2017.09.026
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    BIOMATERIALS
  • 影响因子:
    14
  • 作者:
    Shen Yizhong;Sun Yidan;Yan Runqi;Chen Erquan;Wang Huan;Ye Deju;Xu Jing-Juan;Chen Hong-Yuan
  • 通讯作者:
    Chen Hong-Yuan
Two-photon excitation nanoparticles for photodynamic therapyt
用于光动力疗法的双光子激发纳米颗粒。
  • DOI:
    10.1039/c6cs00442c
  • 发表时间:
    2016-12-21
  • 期刊:
    CHEMICAL SOCIETY REVIEWS
  • 影响因子:
    46.2
  • 作者:
    Shen, Yizhong;Shuhendler, Adam J.;Chen, Hong-Yuan
  • 通讯作者:
    Chen, Hong-Yuan
Engineering of Electrochromic Materials as Activatable Probes for Molecular Imaging and Photodynamic Therapy.
电致变色材料工程作为分子成像和光动力治疗的可激活探针
  • DOI:
    10.1021/jacs.8b10176
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Journal of the American Chemical Society
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Wu Luyan;Sun Yidan;Sugimoto Keisuke;Luo Zhiliang;Ishigaki Yusuke;Pu Kanyi;Suzuki Takanori;Chen Hong-Yuan;Ye Deju
  • 通讯作者:
    Ye Deju
Dual Stimuli-Responsive Nanoparticles for Controlled Release of Anticancer and Anti-inflammatory Drugs Combination
用于控制释放抗癌和抗炎药物组合的双重刺激响应纳米颗粒
  • DOI:
    10.1002/chem.201701524
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Feng Li;ong;Wang Yuqi;Luo Zhiliang;Huang Zheng;Zhang Yan;Guo Kai;Ye Deju
  • 通讯作者:
    Ye Deju

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其他文献

Gold-catalyzed intramolecular hydroamination of terminal alkynes in aqueous media: efficient and regioselective synthesis of indole-1-carboxamides
水介质中金催化末端炔烃的分子内氢胺化:高效、区域选择性合成吲哚-1-甲酰胺
  • DOI:
    10.1039/b904044g
  • 发表时间:
    2009-08
  • 期刊:
    Green Chem
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柳红;叶德举
  • 通讯作者:
    叶德举
Gold- and Silver-Catalyzed Intramolecular Hydroamination of Terminal Alkynes: Water-Triggered Chemo- and Regioselective Synthesis of Fused Tricyclic Xanthines
金和银催化末端炔烃的分子内氢胺化:水引发稠合三环黄嘌呤的化学和区域选择性合成
  • DOI:
    10.1002/adsc.200900505
  • 发表时间:
    2009-11
  • 期刊:
    Adv. Synth. Catal.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柳红;叶德举
  • 通讯作者:
    叶德举

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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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