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项目名称:光活性智能抗癌多级纳米载药系统

申报单位:医学院   负责人:周民

   

项目简介

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癌症是威胁人类健康的致死疾病和重要的公共卫生问题。化学药物治疗是临床癌症治疗重要治疗方法,但是由于肿瘤组织的异质性,大部分药物难以高效到达深层组织,难以到达有效治疗的目的。因此可控智能化高效药物输送具有重要的科学研究价值和社会经济效益。
 
项目负责人是医学院附属第二医院/转化医学研究院周民研究员。周民是青年千人、恶性肿瘤预警与干预教育部重点实验室副主任,负责整个项目的设计和执行;研究团队包括我校第二附属医院长江学者、杰青田梅教授、张宏教授,负责项目的临床需求背景方面的工作;以及芬兰赫尔辛基大学Helder Santos教授,负责医学影像及病理数据分析方面的工作。整个团队涉及肿瘤学、材料学、生物医学工程、药学等多个学科,通过多学科协作创新,做出了具有较高临床转化前景研究工作。
 
本项目是医工结合的交叉学科项目,面向临床需求,通过整合团队不同研究背景和经验,由多学科成员紧密配合,研发出具有较高实用价值的科研成果,有望在临床开展转化工作。本项目面向具有重要临床研究价值的肿瘤深层药物高效输送科学难题,研发出“光活性智能抗癌多级纳米载药系统”,克服了药物在深层组织难释放的限制,并解决其生理毒性问题,找到了一个能够提升肿瘤治疗效率的新方法,为肿瘤的精准医疗和个性化药物发展提供新的思路和研究策略。。
 
本项目研究成果于20187月发表在生物材料顶级杂志Advanced Functinal MaterialsIF:13.325)上。研究团队围绕纳米药物输送系统在癌症治疗中的应用这一国际研究热点,近期在Adv. Funct. Mater., J. Nucl. Med., ACS NanoACS Appl. Mater. Interfaces, Appl. Mater. Today等知名国际期刊中发表一系列交叉学科领域高水平科研成果,在充分考虑临床需求前提下,充分利用我校学科门类齐全、学科结构层次丰富、交叉学科平台聚集等学科生态多样化的优势,做出了具有较强临床转化前景的研究工作。同时也标志着我校交叉学科项目有着优越的科研能力和广阔的发展前景。
 
抗肿瘤药物的研发是国家重大战略需求,也是我国重点支持并大力发展的重点方向,而智能纳米药物具有巨大发展前景,其在医药领域的发展必将引起疾病治疗的革命。本项目成功研发了一种具有较高临床转化前景的智能化纳米多级载药系统,为我国的抗肿瘤药物的研发提供了一种新研究思路和转化前景,在生物医学领域具有广阔的应用前景。
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科学解读

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军事战役中,利用导弹系统可以对敌方地表及地层深处的军事基地进行精确的打击和摧毁。在同样令人色变的“抗癌战场”上,浙江大学医学院附属第二医院和转化医学研究院周民研究员团队设计了一款新型的抗癌导弹---纳米载药系统,该系统以直径约40纳米的纳米团簇为“火箭推进器”载体,广谱抗癌药物阿霉素为“导弹弹药”。将该纳米药物尾静脉注射到乳腺癌小鼠体内,一段时间后,使用近红外激光照射肿瘤部位3分钟,等候在肿瘤部位的“导弹弹药”被引爆,抗肿瘤药物快速地渗透到肿瘤深层组织。4小时后,肿瘤细胞陆续死亡。抗癌药搭乘这种纳米“火箭”,就像钢铁侠穿上了神奇的铠甲,不仅能在体内待得更久,还能更有效地穿透层层障碍,直达肿瘤深层组织。
这一创新成果日前已发表在著名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials),并被编辑部遴选为纸质版封面文章。审稿专家认为:“这个设计非常吸引人,具有更高的治疗价值和转化前景。”大量研究结果表明,很多对肿瘤有治疗效果的药物在实际临床应用中有较大的局限,比如药物总是“跑太快”“跑不远”。“一般情况下,不到24小时,药物就会被代谢出体外,药效发挥的时间很短,真正跑到肿瘤里去的药物很少,所以需要持续用药。”周民团队最新设计的多级载药系统,让抗癌药物降低代谢速度,并能渗透到常规抗癌药进入不了的肿瘤深层组织。
这种类似导弹的纳米载药系统,还是一种光控制导的智能系统,只有在特定波长光的激发下,抗癌分子才会释放并扩散。课题组选用的是800纳米波长的近红外光,这种光线的穿透力很强,最多能穿透5厘米左右的生物组织。在光的命令下,纳米球导弹解体为超小尺寸的纳米点和抗癌分子,在肿瘤组织内部快速渗透。进一步实验表明,这种多级载药系统不但可以高效地摧毁肿瘤细胞,同时还可以显著抑制肿瘤干细胞的生长,在消除原位肿瘤的同时,抑制肿瘤转移的发生。由于具有较好的肿瘤集聚能力,该系统可以显著降低抗肿瘤药物的心脏和系统毒性,具有较高的临床转化前景。

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项目团队

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项目负责人是医学院附属第二医院/转化医学研究院周民研究员。周民是青年千人、恶性肿瘤预警与干预教育部重点实验室副主任,负责整个项目的设计和执行;研究团队包括我校第二附属医院长江学者、杰青田梅教授、张宏教授,负责项目的临床需求背景方面的工作;以及芬兰赫尔辛基大学Helder Santos教授,负责医学影像及病理数据分析方面的工作。整个团队涉及肿瘤学、材料学、生物医学工程、药学等多个学科,通过多学科协作创新,做出了具有较高临床转化前景研究工作。
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