酶控自组装多功能纳米粒子用于癌症的早期诊断、治疗及疗效评价

Early detection, therapy, and therapeutic evaluation of cancer are the most important three stages for human being to treat cancer. Nuclear imaging has the highest sensitivity while optical imaging has the advantage of real time and high resolution. Therefore, combination of these two imaging modalities will help people more precisely detect cancer at an early stage. Nowadays, nanomaterials for imaging are mostly prepared in vitro before being injected into living subjects for imaging in vivo. Besides the difficulties of their fabrications, those nanomaterials are facing the problems of low uptake and difficult to target the targeting tissues/organs during the imaging in vivo. Inspired by nature and employing a platform of condensation reaction, in this project we design serials multifunctional (radioactive and fluorescent) probes/drugs. Under the action of the proteases in cancer cells, these probes/drugs will condense and self-assemble into multifunctional nanoparticles inside cells. Optical and radioactive properties of the nanoparticles will be used for the early detection, therapy, and therapeutic evaluation of cancer.

癌症的早期诊断、治疗、疗效评价是人类在对抗癌症过程中三个最重要的环节。核素成像具有灵敏度高的优势，光学成像具有实时、高分辨的优势，因此二者联用可以更准确地早期诊断癌症。目前被研究的用于成像的纳米材料通常都是在体外完成制备，然后注入活体内用于体内显像。除了在制备技术方面的难度外，这些纳米材料在用于体内显像时所碰到的最大的问题是低摄取以及对目标组织或器官的靶向困难。本项目将模拟自然，设计同时具有放射性和荧光的多功能小分子探针/药物，并利用一个新型缩合反应平台，在癌细胞内蛋白水解酶的作用下，引发被细胞摄取的小分子自身的缩合反应，并在细胞内控制性地自组装放射性/荧光纳米粒子用于癌症的早期诊断、治疗以及疗效评价。

癌症的早期诊断、治疗、疗效评价是人类在对抗癌症过程中三个最重要的环节。核素成像具有灵敏度高的优势，光学成像具有实时、高分辨的优势，因此二者联用可以更准确地早期诊断癌症。本项目将模拟自然，设计同时具有放射性和荧光的多功能小分子探针/药物，并利用一个新型缩合反应平台，在癌细胞内蛋白水解酶的作用下，引发被细胞摄取的小分子自身的缩合反应，并在细胞内控制性地自组装放射性/荧光纳米粒子用于癌症的早期诊断、治疗以及疗效评价。本项目共计发表论文28篇，总影响因子231.267，平均影响因子8.26。其中，2014年12月29日在国际著名学术期刊《美国化学会－纳米》上报导了一种新型、智能、靶向的19F磁共振造影剂的研制，并在构建有凋亡模型的斑马鱼上验证了其优异的靶向成像效果；2015年6月26日在国际著名学术期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上报导了一种智能弗林酶控制的抗多药耐药纳米粒子的研制，并在构建有多药耐药肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的抗多药耐药效果；2016年3月31日在国际著名学术期刊《纳米快报》上报导了一种能在化疗肿瘤内“智能”自聚集的磁共振纳米造影剂，并在构建有凋亡肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的肿瘤成像效果；2016年6月27日在国际著名学术期刊《美国化学会－纳米》上报导了一种利用细胞内组装－解组装萤光素纳米粒子的策略，实现体内外脂肪酸酰氨水解酶活性的持续跟踪，并在构建有肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的肿瘤持续生物自发光成像效果。