面向肿瘤诊断和治疗应用的多功能蛋白质-多糖复合体系

After long-term research, we developed a green strategy for self-assembly of protein and polysaccharide. For the purposes of tumor diagnosis and treatment, we are going to fabricate multifunctional protein-polysaccharide complex nanoparticles by self-assembly of BSA-dextran-folate conjugate, antitumor drug, Fe3O4 nanoparticles, and fluorescence probe. The antitumor activity and toxicity of the complex nanoparticles will be investigated by tumor cells and tumor-bearing mice. Magnetic resonance and fluorescence imaging of the nanoparticles will be investigated to evaluate the effects of tumor treatment and diagnosis.

经过长期研究，我们发展了蛋白质和多糖的绿色自组装路线。本项目旨在实现蛋白质-多糖复合体系的多功能化，以适应肿瘤诊断和治疗的要求。我们拟利用白蛋白-葡聚糖-叶酸共价复合物与抗肿瘤药物、Fe3O4纳米粒子、荧光探针自组装，高效制备具有磁和叶酸受体靶向的抗肿瘤复合纳米粒子。我们将通过细胞和动物实验调查复合体系在增加抗肿瘤能力和降低药物毒副作用方面的效果；我们还将通过荧光和磁共振扫描成像跟踪药物在荷瘤小鼠体内的分布情况以及肿瘤的诊断和治疗效果。

我们通过简单、高效、绿色、低成本的方法，将抗肿瘤药物、Fe3O4磁纳米粒子、金纳米粒子、多巴胺、荧光探针、牛血清白蛋白（BSA）-葡聚糖接枝物（BD）等作为组装单元，制备了多种具有葡聚糖分子刷表面结构的新型多功能纳米体系用于肿瘤成像和治疗。例如，我们制备了（1）同时负载阿霉素和Fe3O4、表面修饰了叶酸的BSA-葡聚糖纳米粒子；（2）同时负载Fe3O4和紫杉醇、具有pH敏感表面电荷的BSA-葡聚糖纳米乳液；（3）具有金核、聚多巴胺（PDA）层、葡聚糖表面的Au@PDA@BD纳米粒子。所制备的新型纳米体系都具有多重肿瘤靶向功能，可以显著提高肿瘤成像对比度，有很好的肿瘤光热治疗效果。其中，肿瘤治疗效果突出的是Au@PDA@BD纳米粒子，即便对于较大体积的小鼠肿瘤（约250 mm3），经过单次静脉注射Au@PDA@BD纳米粒子和近红外激光照射，可以将肿瘤完全治愈并且不复发。我们的研究证明了天然的蛋白和多糖通过简单、绿色的自组装方法可以高效制备用于肿瘤成像和治疗的多功能纳米体系。