多价核酸适体功能化纳米探针用于三阴性乳腺癌双模成像与靶向治疗

Developing effectively and accurately early diagnosis technique is the key to improving the prognosis of triple negative breast cancer and patient survival. Aptamers have provided an ideal molecular recognition ligand for the development of multifunctional nanoprobe in complex biological systems. However, due to the influence of shear stress from the cross-linking interface and environment, the affinity of the nanoprobe constructed by the monovalent aptamer is reduced. Therefore, this project proposes to construct dendrimer aptamers with a spacer sequence between aptamers and the cross-linking site to obtain elongated multivalent aptamers, which specifically recognize triple negative breast cancer cells, and combining the advantages of Fe/Mn-containing nanoparticles and aptamers to develop NIR-II fluorescence/nuclear magnetic resonance dual-model imaging nanoprobe with high sensitivity, high-resolution and deep tissue-penetration for early diagnosis of triple-negative breast cancer. At the same time, based on the drug loading capacity/photothermal conversion capability/two-element catalytic property of nanomaterials, multiple synergistic effects are used to construct a synergistic treatment method of photothermal enhanced targeted chemotherapy and chemical dynamic therapy to improve the treatment of triple negative breast cancer. The completion of this project will provide reference and theoretical basis for the early diagnosis and treatment of triple negative breast cancer.

发展有效的精准早期诊断技术是改善三阴性乳腺癌预后、提高患者生存率的关键。核酸适体为发展在复杂生物体系中靶向多功能纳米探针提供了一种理想的分子识别配体。然而，由于交联界面和环境中剪切应力的影响，会降低单价适体构建的纳米探针的亲和力。因此，本项目拟提出构建树枝状适体和设计适体与交联位点之间的序列以获得伸长的多价适体，结合特异性识别三阴性乳腺癌的多价核酸适体修饰的功能整合石墨烯/铁锰氧化物复合纳米颗粒的优点，发展高灵敏、高分辨率和组织穿透深的近红外光二区荧光/核磁共振双模影像纳米探针用于三阴性乳腺癌早期诊断，为三阴性乳腺癌早期诊断提供新的方法和技术。同时，基于纳米材料的药物负载能力/光热转换能力/双元素催化特性，利用多重协同效应，构建光热增强型靶向化疗和化学动力学的协同治疗方法，以提高三阴性乳腺癌的治疗效果。本项目的完成将为三阴性乳腺癌的早期诊断与治疗研究提供可参考的手段和理论基础。

医学诊疗技术的进步是人类生命健康的重要保障，因此疾病诊疗相关基础研究工作一直备受关注。核酸适体为发展在复杂生物体系中靶向多功能纳米探针提供了一种理想的分子识别配体。项目负责人以核酸适体为分子识别元件，结合自己在肿瘤诊疗和功能纳米材料设计和制备方面的优势，系统开展了疾病诊断、治疗和生物标志物的检测这些方面的研究工作。具体来说，申请人通过同源细胞膜对癌细胞的靶向功能和介孔磁性mMnFe2O4纳米材料对青蒿素和荧光分子的负载功能，发展了荧光/核磁双模影像靶向诊疗纳米探针，有望为乳腺癌的早期诊断提供高灵敏、高分辨率的靶向检测技术。同时，申请人利用所合成的mMnFe2O4纳米材料实现了对肿瘤微环境的高灵敏检测，并利用所合成的一系列纳米探针，实现了生命安全中农药和毒素残留物、肿瘤标志物和冠状病毒的高灵敏检测。本项目的实施不仅可以辅助进行体外诊断，还对疾病的分子机制、疾病早期诊断和预警等基础研究提供重要的化学技术，有望为重大疾病的早期预防、诊断、靶向治疗和预后评估提供新的技术平台。该项目共发表第一标注SCI论文7篇，申请专利1项，培养研究生6名。