共轭聚合物光热性能及其基因调控研究

The project exerts multidisciplinary advantage about chemistry, materials, molecular biology and medical genetics to build self-assembled conjugated polymer-DNA complex through electrostatic or hydrophobic interactions. The goal is to explore explores its application in the photothermal conversion and gene delivery and expression regulation. In this project, we study the thermal and optical conversion properties of conjugated polymers with tunable band and easy modification. Fluorescence spectroscopy and fluorescence imaging were used to study the gene transfer process and regularity of the system, and to explore the role of the system in regulating the expression of functional genes in cells. This research provides new ideas and strategies for gene delivery, gene expression and gene therapy.

本项目结合化学、材料、分子生物学以及医学遗传学等多学科交叉优势，结合共轭聚合物能带可调、易于修饰的特点，获得高效近红外光热转换体系；通过静电或疏水相互作用自组装构建新型的共轭聚合物-DNA复合物，探索其在光热转换以及基因传输与表达调控中的应用。利用荧光光谱以及荧光成像等手段研究该体系的基因传输过程与规律，探索该体系在细胞内对功能基因表达的调控作用，发展用于基因治疗的新体系。该研究为基因传输、表达调控以及基因治疗研究提供新的思路和策略。

本项目结合化学、材料、分子生物学以及医学遗传学等多学科交叉优势，结合共轭聚合物能带可调、易于修饰的特点，设计制备了具有高效光热转换能力的共轭聚合物-多肽纳米复合物，实现了近红外光对细胞内基因表达的远程调控，为调控细胞活性、深层组织的基因治疗等生物医学研究提供了新方法；在此基础上利用该类型光热转换共轭聚合物纳米粒子实现了远程基因激活用于癌症免疫治疗，为肿瘤免疫治疗的临床应用开辟了一条高精度并且低毒副作用的治疗途径；设计制备了光活性共轭聚合物用于多能干细胞功能调控，不仅可以作为细胞成像和药物输送过程中可视化的荧光探针，还为脂不溶性药物输送到干细胞内提供了有力的工具；在本项目的资助下还设计制备了原位自组装共轭聚合物用于肿瘤靶向成像和光动力治疗；设计构建了一系列新型蛋白运输载体可以用于蛋白药物、胰岛素，基因编辑等的递送达到高效有力疾病治疗的目的。这些研究为基因传输、表达调控、基因治疗以及免疫治疗等研究提供新的思路和策略。