姜黄素肿瘤靶向上转换发光固体脂质纳米粒的制备及其光动力治疗的机理研究
结题报告
批准号:
31570849
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
汪世龙
依托单位:
学科分类:
C0503.细胞感应与环境生物物理
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙晓宇、王皎、吴斌、江山、刘强、王兆琪
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中文摘要
光动力疗法(PDT)以其毒性小、疗效快、靶向性强等优点成为肿瘤治疗的重要方法,如何发现合适的光敏剂是该疗法的关键。传统中药成分姜黄素(Cur)是目前研究的热点光敏剂之一,课题组的前期工作研究了姜黄素固体脂质纳米粒(Cur-SLN)的制备、表征和光动力机理,发现Cur-SLN是一种非常优秀的光敏剂。但该体系只能在组织穿透力差的450nm蓝光激发。为了克服这些缺点,本课题组拟将上转换发光纳米材料引入Cur-SLN内部,同时将叶酸等肿瘤靶向分子连接到纳米颗粒表面,构成一个能被穿透力强的980nm红外光高效激发,且具有肿瘤靶向性PDT纳米载药的新剂型。在细胞和动物水平上评价新剂型的安全性和抗肿瘤效果,探讨上转换的特性、效率与抗肿瘤细胞增殖的机制,为寻找具有新的PDT候选光敏剂及剂型提供理论依据,获得一种高效、安全用于肿瘤光动力治疗的姜黄素新剂型,并建立一套用于PDT载药体系筛选和研究的平台。
英文摘要
Photodynamic therapy has become an important method for cancer treatment due to low-toxicity, rapid efficacy, strong targeting ability etc. It is a key point to find a suitable photosensitizer for this therapy. Curcumin (Cur), the composition of the traditional Chinese medicine, is one of the hot photosensitizers on research at present. Our previous studies, including the preparation of Cur-loaded solid lipid nanoparticles (Cur-SLN), its characterization, and its mechanism of the photo-toxicity to tumor cells, indicated that Cur-SLN is an excellent photosensitizer. But it was only excitated by blue light (λ= 450 nm) with a poor tissue penetration. Besides, it lacks the tumor targeting. In order to overcome these shortcomings, we plan to incorporate upconversion luminescent nanoparticles (UCNPs) into Cur-SLN, as well as graft the tumor targeting molecules such as folic acid to the surface of nanoparticles, so that constitute a new PDT drug nano-carrier system with a powerful tissue penetration (λex= 980 nm) and a high tumor targeted property. Furthermore, we will evaluate its security and anti-tumor effects in vitro and in vivo. Additionally, it is essential to discuss the characteristics and efficiency of its upconversion, as well as the mechanism of its inhibition on the proliferation of tumor cells. All together, these experiments would provide theoretical basis for looking for new PDT photosensitizer candidates and its formulations. Meanwhile, we would obtain a new kind of efficient and safe formulations of Cur that can be applied for the photodynamic therapy of cancer. Besides, we also would establish a new platform that can be used to screen and research PDT drug carrier system.
传统中药成分姜黄素(Cur)是目前研究的热点光敏剂之一,课题组的前期工作制备了姜黄素固体脂质纳米粒(Cur-SLN),该体系在450 nm蓝光激发下发挥PDT效果。但450 nm波长激发光组织穿透力较差,为了克服该缺点本课题制备了以上转化纳米颗粒为基础的纳米光敏剂新剂型。.运用连续逐层包被法制备980 nm波长近红外光激发的上转换纳米颗粒(UCNPs),再通过分子相互作用成功制备核/壳结构的Cur-UCNPs-PEI。通过TEM、紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱等技术手段对所制备的Cur-UCNPs-PEI进行表征,确定了该纳米光敏剂新剂型的理化特性;验证了该纳米复合物的光学特性,存在上转换发光和能量共振转移现象。同时,从细胞和动物水平初步考察了Cur-UCNPs-PEI对神经胶质瘤肿瘤细胞U87的PDT效果,利用CCK8法和H&E染色法对该纳米复合物进行体内外安全性评价。. 合成的UCNPs粒径约为30 nm,具有均一的尺寸和形貌,并具有高度晶化的六方相结构。最终获得Cur-UCNPs-PEI,该纳米载药体系呈圆球状,粒径约为100 nm。经计算Cur-UCNPs-PEI的载药量约为21%,载药量较高,适合于用来进行肿瘤的光动力治疗。荧光发色光谱结果显示制备的UCNPs发射波长在450-500 nm处,发蓝光;搭载Cur制备得Cur-UCNPs-PEI,其发射峰与UCNPs的发射峰相比较,Cur-UCNPs-PEI在450-500 nm之间的发射峰消失了,是被姜黄素吸收了的结果。CCK8结果表明,UCNPs和980 nm近红外光均对U87细胞没有毒性;Cur-UCNPs-PEI在黑暗条件下对U87细胞没有明显毒性;经980 nm近红外光辐照之后,因PDT效应对U87细胞具有明显抑制作用。此外,动物实验结果进一步表明相比较于其它处理组,Cur-UCNPs-PEI 980 nm光照组可以更有效的抑制肿瘤在荷瘤小鼠体内生长,抑瘤率达到90%。同时,在治疗过程中各组实验裸鼠体重没有明显变化;对比各实验组的心、肝、脾、肺、肾组织H&E染色结果,同样没有明显差异。这些结果表明Cur-UCNPs-PEI 980 nm光照治疗没有组织毒性,具有良好的生物安全性。.研究结果表明,Cur-UCNPs-PEI作为一种新的纳米光敏剂新剂型对恶性胶质瘤的光动力治疗具有较好的应用前景。
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:10.1039/c8nr02708k
发表时间:2018-07
期刊:Nanoscale
影响因子:6.7
作者:Zhaojie Wang;Peng Liang;Xiaolie He;Bin Wu;Qiang Liu;Ziping Xu;Huijun Wu;Zhongmin Liu;Yechang Qian;Shilong Wang;Rongrong Zhu
通讯作者:Zhaojie Wang;Peng Liang;Xiaolie He;Bin Wu;Qiang Liu;Ziping Xu;Huijun Wu;Zhongmin Liu;Yechang Qian;Shilong Wang;Rongrong Zhu
Suspended graphene oxide nanosheets maintain the self-renewal of mouse embryonic stem cells via down-regulating the expression of Vinculin
悬浮氧化石墨烯纳米片通过下调Vinculin的表达维持小鼠胚胎干细胞的自我更新
DOI:10.1016/j.biomaterials.2018.04.017
发表时间:2018-07-01
期刊:BIOMATERIALS
影响因子:14
作者:Jing, Guoxin;Wang, Zhaojie;Zhu, Rongrong
通讯作者:Zhu, Rongrong
Anti-Metastatic and Anti-Angiogenic Activities of Core-Shell SiO(2)@LDH Loaded with Etoposide in Non-Small Cell Lung Cancer.
负载依托泊苷的核壳SiO2@LDH对非小细胞肺癌的抗转移和抗血管生成活性
DOI:10.1002/advs.201600229
发表时间:2016-11
期刊:ADVANCED SCIENCE
影响因子:15.1
作者:Zhu, Yanjing;Zhu, Rongrong;Wang, Mei;Wu, Bin;He, Xiaolie;Qian, Yechang;Wang, Shilong
通讯作者:Wang, Shilong
Antidepressant effects of curcumin and HU-211 coencapsulated solid lipid nanoparticles against corticosterone-induced cellular and animal models of major depression.
姜黄素和 HU-211 共封装固体脂质纳米粒对皮质酮诱导的重度抑郁症细胞和动物模型的抗抑郁作用
DOI:10.2147/ijn.s109088
发表时间:2016
期刊:International journal of nanomedicine
影响因子:8
作者:He X;Zhu Y;Wang M;Jing G;Zhu R;Wang S
通讯作者:Wang S
Synergetic Functional Nanocomposites Enhance Immunotherapy in Solid Tumor via Remodeling Immunoenvironment
协同功能纳米复合材料通过重塑免疫环境增强实体瘤的免疫治疗
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Advanced Science
影响因子:15.1
作者:Linnan Yang;Jing Sun;Qiang Liu;Rongrong Zhu;Qiannan Yang;Jiahui Hua;Longpo Zheng;Kun Li;Shilong Wang;Ang Li
通讯作者:Ang Li
改善实体瘤微环境增强肿瘤免疫治疗效应的层状双氢氧化物复合体系的制备及机理研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    汪世龙
  • 依托单位:
诱导神经元再生修复脊髓损伤的纳米层状双氢氧化物复合体系的制备及机理研究
  • 批准号:
    31770923
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    汪世龙
  • 依托单位:
纳米层状双氢氧化物/二氧化硅作为DNA疫苗递送系统的研究
  • 批准号:
    31140038
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    汪世龙
  • 依托单位:
抗HIV-1gp160裂解和gp41穿膜抑制剂的研究
  • 批准号:
    30570376
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    汪世龙
  • 依托单位:
鬼臼毒素及其衍生物的治疗肿瘤的分子机理研究
  • 批准号:
    39700029
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    11.0万元
  • 批准年份:
    1997
  • 负责人:
    汪世龙
  • 依托单位:
国内基金
海外基金