双亲性金属铱阳离子肽与白蛋白的新型纳米组装及抗癌机理研究
批准号:
32071393
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
费浩
依托单位:
学科分类:
纳米生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
费浩
中文摘要
一类通过破坏磷脂膜系统而实现癌细胞杀伤的双亲性多肽因其作用机制难以导致抗药性,始终是抗癌药物研发的诱人方向。但因双亲性多肽的体内动力学、肿瘤靶向性、毒副作用方面的问题,药物开发和转化仍然困难。以血清白蛋白作为载体可有效改善药物的体内动力学和利用率,而与白蛋白形成纳米剂型更可提高化疗药物的肿瘤靶向性并降低毒副作用。近期我们发现具有疏水配位金属端与阳离子多肽端的铱-多肽复合物可通过疏水和静电的双重相互作用与白蛋白快速组装成稳定的纳米粒。本项目首先将对这种新颖的纳米组装方式的疏水结合位点、分子比例、电荷依赖性、组装形态等进行物理化学机制的系统研究。进而利用该复合物纳米粒可诱导肿瘤细胞肿胀破裂释放内容物的胀亡机制,深入探究胀亡致死模式通过诱发体内特异性免疫反应而清除肿瘤的潜力。因此,本项目将拓展白蛋白作为药物载体的构建方法和应用基础,并开拓双亲性多肽复合物和细胞胀亡在肿瘤治疗中的应用。
英文摘要
Membrane disruption-based cytotoxic mechanism of a class of amphipathic peptides is well-known for its low probability of developing drug-resistance in target cells, and thus remains an attractive direction for drug discovery research. However, problems derived from in vivo kinetics, specificity and side-effects of amphipathic peptides have hindered the progress of pharmaceutical development and translation. Serum albumin as a carrier protein can significantly improve the pharmacokinetics and usage rate of the drug it binds; moreover, an albumin-drug nanoparticle formulation can improve tumor-targeting efficiency and reduce side-toxicity of cancer chemotherapeutics. We have recently discovered that iridium(III)-peptide complexes harboring a hydrophobic end and a cationic charged end can rapidly assemble with albumin into stable nanoparticles depending on both hydrophobic and electrostatic interactions. In this proposal, we will systematically investigate the physicochemical principles underlying this novel nano-assembly process, including hydrophobic binding pockets, cationic charge dependence, molar ratio, morphology and stability etc. Next we will take advantage of the nano-assembly-induced oncotic mode of cell death featuring an eruptive release of cellular contents, and investigate how oncosis can further evoke in vivo immune responses to eradicate tumors in mouse models. Together, this project will expand the platform of using albumin as a drug nano-carrier by providing methodology and examples of application, and will further explore the potential of cationic amphipathic peptide complexes in cancer therapy.
此项目是本团队长期聚焦于开发多肽类抗肿瘤药物及其纳米递送体系研究历程中的一个重要节点,是在前期面上项目【基于过渡金属铱与活性多肽的功能复合物设计及用于药物研究】和【与白蛋白结合的穿膜蛋白用于癌细胞内分子靶向的新药研究】的基础上的重要突破,并且取得了良好的进展。项目的主要研究内容包括:1)创新性地设计了一系列寡聚精氨酸为结构基础的双亲性多肽(iPep),开展了肿瘤细胞杀伤机制的比较研究;2)创新性地发展了白蛋白预调理法构建多肽-白蛋白纳米载药平台的策略(PopAN),为多肽抗肿瘤药物的体内研究和应用铺平道路;3)在此基础上,在若干个肿瘤模型上对抗肿瘤效果和体内免疫机制开展深入研究,探索出一条有切实创新性和应用潜力的药物开发路径。项目的重要结果和关键数据包括:1)发现精氨酸肽疏水面的不同调控方式对癌细胞的杀伤机制及免疫原性显著影响的结构功能关系;2)iPep与HSA之间基于疏水相互作用和静电力的纳米组装机制;3)纳米粒经内吞入胞后iPep通过破坏细胞内膜系统引起强效的氧化应激及免疫原性细胞死亡;4)纳米粒通过杀伤癌细胞激活先天免疫,效果远优于已知的免疫原性化疗药物; 5)白蛋白增强了纳米粒的体内肿瘤靶向特异性和药代动力学特性,并增强肿瘤杀伤选择性;6)纳米粒引发系统性抗肿瘤免疫效应并完全治愈小鼠4T1乳腺癌及CT26肠癌皮下瘤;7)纳米粒提供治愈小鼠长效的免疫记忆保护作用;8)分阶段静脉注射纳米粒显著增强肿瘤特异性的CTL细胞免疫和IgG体液免疫,展现出原位肿瘤疫苗的效应。总之,该项目的开展为多肽抗肿瘤药物的机制创新和应用转化开辟了重要的路径,为进一步基于该平台的深入研究铺平道路。
与白蛋白结合的穿膜蛋白用于癌细胞内分子靶向的新药研究
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批准号:81573339
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2015
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负责人:费浩
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依托单位:
基于过渡金属铱与活性多肽的功能复合物设计及用于药物研究
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批准号:31170777
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2011
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负责人:费浩
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依托单位:
穿膜肽介导纳米金的跨膜转运与细胞内靶向的研究
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批准号:30900341
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2009
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负责人:费浩
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依托单位:
国内基金
海外基金