基于固相合成碳纳米点的光声/荧光双模成像指导下的脑胶质瘤靶向联合治疗

Complicate biological barriers, low targeting efficiency, only single-therapy and unvisualized therapeutic progress hindered the high efficient glioma therapy. In this proposal, a new biocompatible carbon nanodot with high crystallinity will be synthesized via in-situ solid-phase pyrolysis. T10 peptide, a ligand which can specifically bind with endogenous transferrin and regulate the surface “protein corona”, will then be covalently conjugated to the carbon nanodot as a doxorubicin (DOX) vehicle for imaging-guided glioma-targeted combined therapy across the blood-brain barrier (BBB). The targeting mechanisms will be illustrated via various characterizations such as confocal microscopy, photoacoustic/fluorescent imaging, and so on. The technologies for dual-mode imaging-guided synergistic targeted chemophotothermal therapy of glioma will also be explored. All these findings would greatly promote the highly precise and efficient therapy of the critical glioma.

复杂的生理学屏障、低的靶向效率、单一的治疗方式以及治疗进程的非可视化是目前制约脑胶质瘤高效治疗的主要因素。因此，本项目拟通过原位固相模板热解合成一种生物相容的高结晶度碳纳米点新材料，在其表面修饰可与内源性转铁蛋白特异性结合并可调控“蛋白晕”组成的T10多肽，携带化疗药物阿霉素跨越血脑屏障（BBB）并靶向进入脑胶质瘤，构建脑胶质瘤靶向可视化联合治疗新系统。通过荧光共聚焦显微镜及光声、荧光活体成像等表征技术，阐明该多功能碳纳米点递药系统跨越BBB并靶向肿瘤的原理和机制，探索碳纳米点新材料实现光声/荧光双模成像指导下的脑胶质瘤靶向协同化-光热联合治疗的新方法与新技术。相关研究结果对脑胶质瘤这一严重危害人类健康的重大疾病的精准高效治疗具有重要的科学意义和实际应用价值。

项目针对目前脑肿瘤治疗的主要制约因素如生理屏障复杂、靶向效率低、治疗方式单一以及治疗进程非可视化等问题，设计并制备了系列纳米新材料，包括原位固相模板热解合成的高结晶度碳纳米点，表面修饰可与内源性转铁蛋白特异性结合并可调控“蛋白晕”组成的T10多肽，携带化疗药物阿霉素跨越血脑屏障（BBB）并靶向进入脑胶质瘤，构建脑胶质瘤靶向可视化联合治疗新系统，实现光声/荧光双模成像指导下的脑胶质瘤靶向联合治疗，为脑肿瘤的可视化高效治疗提供了重要的理论和实验依据。在完成主体项目的同时，项目负责人积极检索文献，平行进行了一些相关研究，在本自然基金和其他基金的共同支持下，构建并评价了一系列肿瘤特别是脑肿瘤的靶向诊疗系统，使得本项目有益拓展，取得了系列成果。本项目整理发表论文16篇（SCI研究论文14篇+SCI邀请综述1篇+中文核心期刊综述1篇），其中影响因子大于10的SCI论文8篇，项目负责人均为通讯/共通讯作者，所有论文均标注受本基金支持。申请发明专利6项，授权发明专利4项。指导硕士研究生6名，毕业4名（3名获评上海市优秀毕业生），指导博士研究生6名。组织国际会议2次（分别在慕尼黑和上海成功举办），受邀参加国内外重要学术会议并报告21次。在本项目基础上，项目负责人获得国家自然基金优秀青年基金、国际合作项目和上海市优秀学术带头人等项目立项，以第一完成人获得高等学校科学研究优秀成果自然科学二等奖和上海市药学科技二等奖等，主编英文专著1部，并入选世界经济论坛2019年度青年科学家榜单（全球遴选21位），研究成果得到了国内外同行的认可。