近红外聚集诱导发光和活性氧参与的高效基因载体的构建

基本信息
批准号:21674080
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:高辉
学科分类:
依托单位:天津理工大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吕宏光,庞成才,顾文星,韩雄奇,庄悦珠,王铁艳,李巧英,董淑祺,蒋珠
关键词:
细胞毒性近红外聚集诱导发光转染效率活性氧
结项摘要

It is an important method to reveal the mechanism of action by investigating the cellular distribution of nucleic acid/polymer. However, fluorophore-labeled DNA will probably induce aggregation-caused quenching, reduce the transfection efficacy and the cell viability. In this project, a NIR fluorophore with distinct aggregation-induced-emissive (AIE) effects was introduced into reduction-responsive cationic polymers to probe intracellular trafficking of polymer/DNA complex and elucidate the transfection routes after being complexed plasmid DNA through electrostatic interactions. Using NIR fluorophores as fluorescence labeling materials could minimize the background interference from tissue auto-fluorescence. While their AIE property is postulated to circumvent photo bleaching and aggregation-induced quenching. A high quantum yield will help the AIE molecular probe the cellular distribution efficiently with minimized cytotoxicity. AIE fluorophore is assumed to not only promote the colloidal stability of formulated complexes due to its hydrophobicity, but also produce reactive oxygen species (ROS), consequently, synergistically resulting in improved the transfection efficiency. The tryptophan was then incorporated into the above polymers, which is supposed to improve their solubility of the polymers and binding ability to DNA and membranes. Finally, a pH-responsive functional group with spontaneous negative-to-positive charge conversion property was decorated on the polymer for facilitated internalization into the target cancer cells while resisting serum adsorption. The structure of AIE molecular and the composition of the polymer will be optimized to obtain traceable gene vector with good transfection efficacy and biocompatibility.

研究核酸/高分子在细胞内的分布是揭示其作用机制的一种重要方法。然而,通常荧光标记DNA会发生聚集诱导猝灭,影响转染效率,引起细胞毒性。本课题拟合成在近红外(NIR)具有聚集诱导发光(AIE)特性的阳离子高分子,与质粒DNA通过正、负电荷作用发生复合,并研究其示踪性能,阐明基因复合体的转染途径。NIR发光有望降低生物组织自发荧光对荧光信号的干扰;AIE有望避免荧光的聚集猝灭;而高量子产率的AIE分子有望在其安全浓度有效示踪。AIE分子呈现疏水性,有望提高基因复合体的稳定性,AIE荧光团还可以产生活性氧(ROS),两者均有望提高转染效率。为提高AIE高分子与DNA和细胞膜的结合能力,提高其水溶性,使用色氨酸对高分子进行修饰,进一步提高转染效率。最后,引入具有pH响应性的可电荷翻转基团,实现靶向癌细胞和抗血清吸附的功能。优化AIE分子的结构和高分子组成,获得具有示踪作用的高效、低毒基因载体。

项目摘要

研究核酸/高分子在细胞内的分布是揭示其作用机制的一种重要方法。然而,通常荧光标记DNA会发生聚集诱导猝灭,影响转染效率,引起细胞毒性。以近红外发光分子示踪降低了生物组织自发荧光对荧光信号的干扰;AIE避免了荧光的聚集猝灭;而高量子产率的AIE分子实现了其安全浓度有效示踪。AIE分子呈现疏水性,能够提高基因复合体的稳定性;而AIE荧光团还可以产生活性氧(ROS),两者均有效提高了转染效率。另外,在含有AIE的基因载体中引入ROS响应的二硫键/二硒键、肿瘤微酸性响应的聚2-(5,5-二甲基-1,3-二恶烷-2-基氧基)丙烯酸乙酯(PDM)、超分子单元、天然蛋白质组分,有效促进了内涵体逃逸,进一步提高了其生物相容性和转染效率。与基因转染“黄金标准”PEI25k相比较,细胞存活率提高了1.5倍,转染效率提高了6倍。上述具有示踪功能的高效、低毒的基因递送系统的制备和性能研究,为进一步开发利用奠定了实验和理论基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
2

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

视网膜母细胞瘤的治疗研究进展

DOI:
发表时间:2018
3

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

DOI:
发表时间:2016
4

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

DOI:10.13692/ j.cnki.gywsy z yb.2016.03.002
发表时间:2016
5

Wnt 信号通路在非小细胞肺癌中的研究进展

Wnt 信号通路在非小细胞肺癌中的研究进展

DOI:
发表时间:2016

高辉的其他基金

批准号:40805027
批准年份:2008
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51405244
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21303209
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11775197
批准年份:2017
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:21244004
批准年份:2012
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11305153
批准年份:2013
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21374079
批准年份:2013
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:50078035
批准年份:2000
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:21577095
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:51204151
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81560059
批准年份:2015
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21074092
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51402140
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51109005
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901020
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41102081
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31200239
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81760058
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

近红外光和尺寸联合调控肿瘤渗透增强的多级载体构建及siRNA递送

批准号:21908019
批准年份:2019
负责人:陈会英
学科分类:B0808
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

稀土配合物近红外光致发光和电致发光性质的研究

批准号:20471004
批准年份:2004
负责人:黄春辉
学科分类:B0102
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
3

近红外光响应型理化性质可调的智能纳米药物载体的构建

批准号:21875043
批准年份:2018
负责人:李晓民
学科分类:B0505
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
4

多功能聚集诱导发光近红外荧光探针的合成及其谷氨酰转肽酶的检测

批准号:21772040
批准年份:2017
负责人:花建丽
学科分类:B0112
资助金额:64.00
项目类别:面上项目