通过在第五代聚酰胺-胺树状大分子(***)表面部分修饰两性离子(1,3-PS)及精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)靶向肽或苯硼酸(PBA)分子,并用其作为模板在其内部包裹硫化铜纳米颗粒( CuS NPs),进一步通过静电作用负载pDNA或 STING激动剂cGAMP,开发出了两种基于功能化树状大分子包裹硫化铜纳米颗粒靶向光热制剂纳米平台,开展了其肿瘤光热/基因联合治疗或纳米疫苗应用研究,重点研究了功能化光热制剂的光热性能,及其对肿瘤杀伤效果和预防肿瘤发生发展能力。所构建的两种功能化树状大分子光热制剂具有良好的光热转换性能,其光热转换效率都在44%及以上。其中,1,3-PS和RGD修饰的靶向功能化光热制剂能够抗蛋白吸附,实现血清增强型基因传递抑制肿瘤细胞迁移,并联合光热治疗可有效抑制肿瘤生长和转移。此外,构建的PBA功能化的光热制剂可通过PTT触发肿瘤免疫原性死亡并释放肿瘤抗原,还可以通过捕获原位生成的肿瘤抗原,进而形成纳米疫苗,可分别作为原位疫苗和预制疫苗,以实现对原发和远端肿瘤的有效治疗和预防肿瘤的发生。这为开发出多功能化光热制剂在生物医学应用和临床转化带来了更多的可能性。
(1)利用两性离子和靶向肽修饰树状大分子赋予其优异的抗蛋白吸附和靶向性能,提高了树状大分子纳米平台在含血清环境中的基因转染效率,此外,通过以树状大分子为载体集成CuS纳米颗粒在近红外优异的光热转换性能和HIC1基因抗肿瘤转移的功能,联合光热介导的肿瘤杀伤与癌细胞基因改造成功抑制肿瘤生长和肺转移。
(2)所构建的PBA修饰的树状大分子光热制剂具有优异的光热转换效率,和蛋白质吸附特性,并可与STING激活剂cGAMP复合后用于形成原位疫苗和预制纳米疫苗,产生适应性免疫反应,从而有效抑制原发瘤和远端肿瘤的生长,为构建纳米疫苗提供了新的思路。
史向阳,教授,博导,东华大学生物与医学工程学院副院长,校特聘教授。1998年于中科院感光化学研究所获博士学位。2008年回国前,在美国密歇根大学历任博士后研究员、第二级副研究员、研究员和研究助理教授。主要从事树状大分子纳米医学、生物材料研究。发表SCI收录期刊论文478篇,论文引用24012次,H-index为83,2019-2021爱思维尔中国高被引学者,2019 年英国皇家化学会Top 1% 高被引中国作者,获授权发明专利127项。2008/2013年获上海高校特聘教授(东方学者)及跟踪计划,2011年教育部新世纪优秀人才,2018年上海市领军人才,2019年上海市优秀学术带头人。2014年获第五届中国侨界贡献奖创新人才奖;2016年获华夏医学科技奖二等奖;2017年获上海市科技进步奖一等奖;2018年获上海市自然科学奖一等奖。近十五年来,主要从事基于超支化树状大分子的有机/无机杂化纳米材料及纳米医学研究,设计了包括树状大分子和纳米凝胶等多种平台体系用于肿瘤模型成像诊断、化疗和基因治疗以及炎症模型(如类风湿关节炎、急性肺损伤等)的化疗/基因治疗。
评价单位:“科创中国”纳米技术专业科技服务团 (上海市纳米科技与产业发展促进中心)
评价时间:2023-11-17
综合评价
该成果制备了两种基于功能化树状大分子包裹硫化铜纳米颗粒靶向光热制剂纳米平台,开展了其肿瘤光热/基因联合治疗或纳米疫苗应用研究,实验表明该纳米平台在一定条件下可以有效抑制肿瘤生长,并且为构建纳米疫苗提供了新的方案。总的来说,该成果制备方法新颖,具有很高的创新性,经过研究表明其在生物医学领域具有很好的应用潜力,后续可以继续深入研究与探索构建纳米疫苗的新思路。
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