“靶向多肽”介导的多功能探针:癌细胞的元素质谱和时间分辨荧光光谱二维分析
批准号:
21275120
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
王秋泉
依托单位:
学科分类:
化学测量学
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨利民、张珠宝、严晓文、付强、韩京、刘春兰、罗亚翠、李兆鑫、梁勇
中文摘要
循环系统(如血液)中痕量肿瘤细胞(CTCs)的检测/定量对"癌症早期诊断"具有重要意义。本研究课题从设计合成集肿瘤细胞识别基团、光学和质谱报告基团于一体的"多功能探针"入手,发展血液中痕量CTCs的选择性高灵敏二维光学和质谱检测/定量方法。利用特定氨基酸序列的多肽(靶向多肽)与肿瘤细胞表面/内部过表达的蛋白受体/蛋白酶分子的特异性相互作用识别肿瘤细胞;利用镧系元素的长寿命发光特性和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)超灵敏准确检测/定量镧系元素的能力对肿瘤细胞进行二维光学和质谱检测/定量。肿瘤细胞过表达蛋白酶的靶向多肽底物的设计合成、肿瘤细胞表面蛋白受体的靶向多肽的筛选和化学修饰、"天线化合物"与"镧系元素"的匹配耦合以及它们的合理化学组装是开展血液中痕量CTCs的选择性高灵敏二维分析方法学研究过程中的核心问题,也是决定CTCs光学和质谱分析成败的关键因素,需要系统深入的研究。
英文摘要
Rare circulating tumour cells (CTCs) in blood are effective indicators of cancer at an early stage, their detection and quantification are thus significant for early diagnosis of cancer. This project aims to develop a two-dimensional analytical method for specific and highly sensitive determination of CTCs in blood using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and time-resolved fluorescence spectrometry (TR-FS) based on a novel trifunctional probe. The trifunctional probe consists of a homing group (a homing peptide) to target CTCs, and a reporting group to readout CTCs. The reporting group has dual functions that emits long-life fluorescence (which can be detected using TR-FS) from lanthanide-based complex excited by FRET from a suitable antenna-compound, and the lanthanide labeled on CTCs can also be determined using ICP-MS, achieving two-dimensional specific and highly sensitive analysis of targeted CTCs. Design and synthesis or screen and chemical modification of a homing peptide toward the protease or the protein receptor overexpressed in or on tumour cells, and coupling and conjugation of the antenna-compound and the lanthanide-based complex as well as the chemically assembly of them are key issues, which determine the success of the proposed two-dimensional analysis of CTCs, and need a systematic and intensive study.
几乎人体的所有组织/器官都有可能发生癌变,癌症是公认的生命的第二大杀手。世界卫生组织(WHO)指出:如能早期诊断并及时治疗,90-95%的癌症可以治愈。癌症标志物和相关细胞的检测是“癌症早期诊断”的主要手段之一,同时也是监测“治疗反应”和检查“复发迹象”的有效途径。我们在国家自然科学基金面上项目(21275120)的资助下,开展了癌症蛋白标志分子和癌细胞的光学/质谱二维检测/定量分析方法学的研究工作,尝试为癌症的早期诊断提供准确可靠的信息。四年来,主要进行了以下两方面的研究:1)设计合成了集荧光/元素报告基团和靶向多肽(RGD: Arginylglycylaspartic acid三肽)识别基团于一体的三功能标签;通过对肿瘤细胞表面高表达的整联蛋白(integrin)的靶向标记,实现了肿瘤细胞的激光共聚荧光焦显微(CLSM)成像和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)计数分析。2)以镧系元素钕(Nd)为近红外光(NIR)和ICP-MS报告单元,选择性识别前列腺特异性膜抗原(PSMA)的小分子多肽抑制剂(DUPA)为靶向基团,我们把它们化学组装成为一个针对前列腺癌循环肿瘤细胞(CTCs)定量计数分析的功能标签,应用于前列腺癌患者血液中CTCs的测定,并为前列腺癌的早期诊断建议了PSMA的“阈值”。通过对在肿瘤细胞膜上高度表达的大量的膜蛋白分子(amol水平)的靶向标记和细胞自身的“信号自放大”特性,实现了在单细胞水平上肿瘤细胞的“Seeing & Counting”。这种针对肿瘤细胞表面过表达的蛋白生物分子进行光学和元素报告基团的标记策略不仅使我们可以示踪循环肿瘤细胞的转移过程,而且利用同位素稀释ICP-MS可以实现肿瘤细胞的精确计数;为癌症的早期诊断和预后疗效评价提供了一条有效的途径。发表了16篇学术论文;培养了3名博士生和10名硕士生;受邀参加了14次国际国内学术会议;邀请了包括国际知名光谱化学家Prof. Wolfgang Maret和Scott Tanner在内26人次来访交流。
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DOI:
10.1016/j.chroma.2016.04.014
发表时间:
2016-05
期刊:
Journal of chromatography. A
影响因子:
--
作者:
[Licong Zhao;Limin Yang;Qiuquan Wang]
通讯作者:
Licong Zhao;Limin Yang;Qiuquan Wang
Click chemistry mediated Eu-tagging: activity-based specific quantification and simultaneous activity evaluation of CYP3A4 using Eu-153 species-unspecific isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry
点击化学介导的 Eu 标记:使用 Eu-153 物种非特异性同位素稀释电感耦合等离子体质谱法对 CYP3A4 进行基于活性的特异性定量和同时活性评估
DOI:
--
发表时间:
2014
期刊:
Anal. Chem.
影响因子:
--
作者:
[Yong Liang, Xiaowen Yan, Zhaoxin Li, Limin Yang, Bo Zhang, QIU QUAN WANG]
通讯作者:
QIU QUAN WANG
Determination and speciation of Hg using HPLC-AFS by atomization of this metal on a UV/nano-ZrO2/HCOOH photocatalytic reduction unit
使用 HPLC-AFS 通过在 UV/纳米 ZrO2/HCOOH 光催化还原装置上雾化该金属来测定 Hg 和形态
DOI:
10.1039/c4ja00455h
发表时间:
2015-03
期刊:
Journal of Analytical Atomic Spectrometry
影响因子:
3.4
作者:
[Li Huamin, Xu Zhiguo, Yang Limin, Wang Qiuquan]
通讯作者:
Wang Qiuquan
ICPMS-Based Specific Quantification of Phosphotyrosine: A Gallium Tagging and Tyrosine-Phosphatase Mediated Strategy
基于 ICPMS 的磷酸酪氨酸特异性定量:镓标记和酪氨酸磷酸酶介导的策略
DOI:
10.1021/acs.analchem.6b02979
发表时间:
2016
期刊:
Analytical Chemistry
影响因子:
7.4
作者:
[Tang Nannan, Li Zhaoxin, Yang Limin, Wang Qiuquan]
通讯作者:
Wang Qiuquan
Se-Hg Dual-element Labeling Strategy for Selectively Recognizing Selenoprotein and Selenopeptide
选择性识别硒蛋白和硒肽的Se-Hg双元素标记策略
DOI:
10.1016/s1872-2040(15)60852-0
发表时间:
2015-09
期刊:
Chinese Journal of Analytical Chemistry
影响因子:
1.2
作者:
[Xu Ming, Yang Li-Min, Wang Qiu-Quan]
通讯作者:
Wang Qiu-Quan
共 15 条
酶催化介导的点击标记策略:细菌糖基化末端N-乙酰半乳糖的靶向多维检测
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批准号:21874112
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2018
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负责人:王秋泉
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依托单位:
元素编码的肿瘤细胞、致病细菌和病毒的元素质谱分析方法学
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批准号:21535007
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项目类别:重点项目
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资助金额:300.0万元
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批准年份:2015
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负责人:王秋泉
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依托单位:
生物选择性代谢和正交反应介导的靶向标记策略:唾液酸糖蛋白定量和肿瘤细胞成像示踪分析
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批准号:21475108
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项目类别:面上项目
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资助金额:86.0万元
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批准年份:2014
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负责人:王秋泉
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依托单位:
多肽/蛋白质的原子光谱/元素质谱绝对定量分析方法学
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批准号:21035006
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项目类别:重点项目
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资助金额:210.0万元
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批准年份:2010
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负责人:王秋泉
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依托单位:
汞-巯基配合物的光诱导还原及其在含硫蛋白定量和构象分析中的应用
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批准号:20775062
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2007
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负责人:王秋泉
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依托单位:
树木表皮实时富集大气污染物质的机制及其在大气污染时空监测中的应用
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批准号:20475046
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项目类别:面上项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2004
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负责人:王秋泉
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依托单位:
元素形态分析中元素易变形态的稳定性
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批准号:20175019
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项目类别:面上项目
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资助金额:18.5万元
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批准年份:2001
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负责人:王秋泉
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依托单位:
国内基金
海外基金