纳米药物在若干重要疾病治疗方面的基础研究

成果基本信息
关键词：	纳米药物;肿瘤;神经疾病;基础研究
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	津20180674	资源采集日期：	2018-10-15

研究情况
单位名称：	天津大学	技术水平：
评价证书号：		评价单位：	天津大学
评价日期：	2018.05.09	评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	孵化基地	联系人（平台）电话：	0771-3394012
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成果简介
1、课题来源与背景　　目前肿瘤及神经疾病在临床治疗方面存在药物靶向性弱、跨越生物屏障效率低、生物利用度差、药效时间短和毒副作用大等缺陷，导致其难以治愈并严重影响患者的生存质量。近年来，纳米科学技术的发展给医学领域，特别是癌症以及神经疾病的治疗等方面带来了新的机遇。其中纳米药物以其颗粒小、比表面积大、表面反应活性高、活性中心多等独特的理化特性，有望应用于多种重要疾病的治疗。具体表现为：　　(1) 通过EPR效应等，增强药物的靶向性；　　(2) 通过尺寸效应等，改善药物跨越生物屏障效率；　　(3) 通过改变膜转运机制等，提高药物生物利用度；　　(4) 通过表面修饰等，延长药物作用时间；　　(5) 通过增加表观溶解度等，降低药物毒副作用。　　2、研究目的与意义　　本项目针对目前肿瘤以及神经疾病治疗中出现的上述问题，将纳米技术与制药技术相结合，通过精准的分子设计和模块化组装，构建具有靶向、跨膜、缓释和长循环等优异特性的安全纳米药物，同时实现治疗过程的可视化。并通过一系列的体外安全性、稳定性、释药性实验及体内动物实验，验证高协同效应纳米药物的实际功效，为纳米药物在肿瘤及神经疾病的临床治疗提供重要的实验依据。　　3、主要论点与论据　　（1）抗肿瘤纳米药物的研究　　针对在肿瘤治疗中药物靶向性弱、生物利用度差、药效时间短和毒副作用大等缺陷，我们分别利用蛋白仿生CuS量子点、多功能CuInS/ZnS量子点、双模态成像[64Cu]CuInS/ZnS 量子点、稀土上转换NaYF4：Tm，Yb多色发光材料、聚集诱导发光（AIE）等纳米材料，构建了分别具有多模态成像、光控基因表达、光热治疗、光动力治疗和化疗等功能的可视化纳米药物。　　将上述纳米药物在乳腺癌、卵巢癌以及恶性脑胶质瘤的动物模型进行可视化治疗，取得良好的治疗效果。成果分别发表于Advanced Materials， ACS Nano等纳米领域国际高水平期刊。　　（2）抗神经疾病纳米药物的研究　　针对戒毒治疗存在药物成瘾和阿尔兹海默症缺乏有效治疗药物问题，分别构建了不同尺寸和性能的单壁碳纳米管。由于其拟酶催化特性，单壁碳纳米管可有效抑制神经递质多巴胺的分泌，加速降解脑内堆积的淀粉样蛋白。　　将上述单壁碳纳米管纳米药物分别用于甲基苯丙胺（俗称冰毒）精神依赖性疾病和阿尔兹海默症的治疗，取得了良好的治疗效果。成果分别发表于Nature Nanotechnology和Nano Letter等纳米领域国际高水平期刊。　　4、创见与创新　　高协同效应纳米药物在治疗肿瘤和神经疾病方面具有如下特点和优势：　　(1) 研发新材料：针对肿瘤和神经疾病具有特性和微环境，构建具有拟酶催化性能单壁碳纳米管、蛋白仿生MR/PA双模态成像CuS量子点、荧光/光声成像及PTT/PDT多功能CuInS/ZnS量子点、PET / CRET发光双模态成像[64Cu]CuInS/ZnS 量子点、稀土上转换NaYF4：Tm，Yb多色发光材料等。上述纳米新材料安全性高、易组装、可有效提高纳米药物在复杂生理环境下的稳定性。　　(2) 构建新系统：将纳米技术和制药技术有机结合，实现纳米组装体结构和功能精准可调，最终得到多模态成像系统、可视化纳米药物递送系统、光控基因递送系统。上述系统具有模块化组装、程序化递送、智能化响应等优势，可实现治疗过程的可视化、纳米药物的智能释放及治疗方式的协同增敏。　　(3) 探索新机制：探索纳米药物治疗肿瘤和神经系统疾病的新机制。研究了单壁碳纳米管通过拟酶催化特性抑制神经递质多巴胺分泌，有效治疗甲基苯丙胺精神依赖性疾病的机制；同时研究了单壁碳纳米管通过改善溶酶体酶的活性，加速脑内堆积的淀粉样蛋白降解，有效治疗阿尔兹海默症的机制，为两种疾病治疗提供新思路。　　5、社会经济效益，存在的问题　　本项目针对目前肿瘤以及神经疾病治疗中存在的药物靶向性弱、跨越生物屏障效率低、生物利用度差、药效时间短和毒副作用大等缺陷，将纳米技术与制药技术相结合，通过精准的分子设计和模块化组装，构建具有靶向、跨膜、缓释和长循环等优异特性的安全纳米药物，同时实现治疗过程的可视化。并通过一系列的体外安全性、稳定性、释药性实验及体内动物实验，验证高协同效应纳米药物的实际功效，为纳米药物在肿瘤及神经疾病的临床治疗提供重要的实验依据。随着纳米药物对肿瘤和神经疾病治疗研究的深入，相信会有更多的药物被开发出来并应用于临床，必将显著改善传统药物的缺陷，有效提高患者的生存质量，降低患者及家庭的经济负担，具有很大的社会经济效益。　　6、历年获奖情况　　2013年，研究项目“恶性脑胶质瘤靶向治疗新技术研究与临床应用” 获得“天津市科学技术进步一等奖”。（第一获奖人）

成果名称：	纳米药物在若干重要疾病治疗方面的基础研究	关键词：	纳米药物;肿瘤;神经疾病;基础研究
成果类别：		一级分类名称：	医学生物工程
二级分类名称：		三级分类名称：
研究起止时间：	2007.01 至2018.05	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	天津大学	学科分类2：	350.10
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	R914	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	51373117
经费实际投入额（万元）：	82.00	评价单位：	天津大学
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2018.05.09	转让范围：
评价证书号：		推荐单位：	天津大学
推广形式：	无	成果登记号：	津20180674
成果简介：	1、课题来源与背景　　目前肿瘤及神经疾病在临床治疗方面存在药物靶向性弱、跨越生物屏障效率低、生物利用度差、药效时间短和毒副作用大等缺陷，导致其难以治愈并严重影响患者的生存质量。近年来，纳米科学技术的发展给医学领域，特别是癌症以及神经疾病的治疗等方面带来了新的机遇。其中纳米药物以其颗粒小、比表面积大、表面反应活性高、活性中心多等独特的理化特性，有望应用于多种重要疾病的治疗。具体表现为：　　(1) 通过EPR效应等，增强药物的靶向性；　　(2) 通过尺寸效应等，改善药物跨越生物屏障效率；　　(3) 通过改变膜转运机制等，提高药物生物利用度；　　(4) 通过表面修饰等，延长药物作用时间；　　(5) 通过增加表观溶解度等，降低药物毒副作用。　　2、研究目的与意义　　本项目针对目前肿瘤以及神经疾病治疗中出现的上述问题，将纳米技术与制药技术相结合，通过精准的分子设计和模块化组装，构建具有靶向、跨膜、缓释和长循环等优异特性的安全纳米药物，同时实现治疗过程的可视化。并通过一系列的体外安全性、稳定性、释药性实验及体内动物实验，验证高协同效应纳米药物的实际功效，为纳米药物在肿瘤及神经疾病的临床治疗提供重要的实验依据。　　3、主要论点与论据　　（1）抗肿瘤纳米药物的研究　　针对在肿瘤治疗中药物靶向性弱、生物利用度差、药效时间短和毒副作用大等缺陷，我们分别利用蛋白仿生CuS量子点、多功能CuInS/ZnS量子点、双模态成像[64Cu]CuInS/ZnS 量子点、稀土上转换NaYF4：Tm，Yb多色发光材料、聚集诱导发光（AIE）等纳米材料，构建了分别具有多模态成像、光控基因表达、光热治疗、光动力治疗和化疗等功能的可视化纳米药物。　　将上述纳米药物在乳腺癌、卵巢癌以及恶性脑胶质瘤的动物模型进行可视化治疗，取得良好的治疗效果。成果分别发表于Advanced Materials， ACS Nano等纳米领域国际高水平期刊。　　（2）抗神经疾病纳米药物的研究　　针对戒毒治疗存在药物成瘾和阿尔兹海默症缺乏有效治疗药物问题，分别构建了不同尺寸和性能的单壁碳纳米管。由于其拟酶催化特性，单壁碳纳米管可有效抑制神经递质多巴胺的分泌，加速降解脑内堆积的淀粉样蛋白。　　将上述单壁碳纳米管纳米药物分别用于甲基苯丙胺（俗称冰毒）精神依赖性疾病和阿尔兹海默症的治疗，取得了良好的治疗效果。成果分别发表于Nature Nanotechnology和Nano Letter等纳米领域国际高水平期刊。　　4、创见与创新　　高协同效应纳米药物在治疗肿瘤和神经疾病方面具有如下特点和优势：　　(1) 研发新材料：针对肿瘤和神经疾病具有特性和微环境，构建具有拟酶催化性能单壁碳纳米管、蛋白仿生MR/PA双模态成像CuS量子点、荧光/光声成像及PTT/PDT多功能CuInS/ZnS量子点、PET / CRET发光双模态成像[64Cu]CuInS/ZnS 量子点、稀土上转换NaYF4：Tm，Yb多色发光材料等。上述纳米新材料安全性高、易组装、可有效提高纳米药物在复杂生理环境下的稳定性。　　(2) 构建新系统：将纳米技术和制药技术有机结合，实现纳米组装体结构和功能精准可调，最终得到多模态成像系统、可视化纳米药物递送系统、光控基因递送系统。上述系统具有模块化组装、程序化递送、智能化响应等优势，可实现治疗过程的可视化、纳米药物的智能释放及治疗方式的协同增敏。　　(3) 探索新机制：探索纳米药物治疗肿瘤和神经系统疾病的新机制。研究了单壁碳纳米管通过拟酶催化特性抑制神经递质多巴胺分泌，有效治疗甲基苯丙胺精神依赖性疾病的机制；同时研究了单壁碳纳米管通过改善溶酶体酶的活性，加速脑内堆积的淀粉样蛋白降解，有效治疗阿尔兹海默症的机制，为两种疾病治疗提供新思路。　　5、社会经济效益，存在的问题　　本项目针对目前肿瘤以及神经疾病治疗中存在的药物靶向性弱、跨越生物屏障效率低、生物利用度差、药效时间短和毒副作用大等缺陷，将纳米技术与制药技术相结合，通过精准的分子设计和模块化组装，构建具有靶向、跨膜、缓释和长循环等优异特性的安全纳米药物，同时实现治疗过程的可视化。并通过一系列的体外安全性、稳定性、释药性实验及体内动物实验，验证高协同效应纳米药物的实际功效，为纳米药物在肿瘤及神经疾病的临床治疗提供重要的实验依据。随着纳米药物对肿瘤和神经疾病治疗研究的深入，相信会有更多的药物被开发出来并应用于临床，必将显著改善传统药物的缺陷，有效提高患者的生存质量，降低患者及家庭的经济负担，具有很大的社会经济效益。　　6、历年获奖情况　　2013年，研究项目“恶性脑胶质瘤靶向治疗新技术研究与临床应用” 获得“天津市科学技术进步一等奖”。（第一获奖人）
联系人：	刘涛	成果登记日期：	2018-05-17
联系人email：	liutao_222@tju.edu.cn	单位代码：	91200060
邮政编码222：	300072	联系人电话：	022-85356751
单位传真：	022-27404757	单位通讯地址：	天津市南开区卫津路92号
单位所在省市：		单位电话：	022-27401154;27405564
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：	国家纳米科学中心;天津医科大学第二医院	已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	常津;梁兴杰;薛雪;苏琳;潘惠卓;侯贝贝;张莹;周方;武晓丽;宫晓群;王汉杰;窦妍;郭妍妍;李小东;李雪;王生;王琳;张雪宁;吕国显;郭伟圣;张卫;张廷斌;李书仪;陈士柱;Ahemd Shaker Eltahan;王东亮;王昱青;张金超;郑斌;杨维涛;张兵波;乐文俊;张付贺;石磊;王秀丽;王俊	资源采集日期：	2018-10-15

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