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基于高通量肿瘤转移类器官的精准用药评价平台
【痛点问题】 据世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)报道,中国患癌人数已居全球第一,2020年新发癌症病例457万例,癌症死亡病例300万例,其中死于恶性转移的癌症患者高达90%,因此研究癌症转移分子机制能够进一步探明恶性肿瘤的生物学本质,为精准癌症治疗提供理论依据。 近年来以类器官等拟人化模型为代表的功能性检测技术为临床研究和药物开发带来新的选择。2021年科技部下发的《关于对“十四五”国家重点研发计划6个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》中,把“基于类器官的恶性肿瘤疾病模型”列为“十四五”国家重点研发计划中首批启动重点专项任务。2021年国家药监局药审中心发布的《基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则(试行)》中提到,当缺少相关动物模型时,可以采用类器官开展药品有效性和安全性的评估。2022年美国众议院通过法案《2022年食品和药品修正案》,首次将包括类器官在内的微生理系统作为独立的药物非临床试验评估体系纳入法案,与动物模型等视为同等重要的研究手段。 【成果介绍】 本项目组在肿瘤类器官技术的基础上首创癌症转移类器官培养系统,可根据客户提供的不同器官的CT扫描图像,利用3D打印技术制备个性化的支架,模拟相应癌组织的内部三维结构。独创的细胞外基质替代物,可发挥有效的促细胞黏附和分泌蛋白的作用,通过取代昂贵的进口胶原材料大幅降低生产和存储成本。本项目组已开发出第一代基础款骨转移和肺转移类器官培养系统,并完成高通量制备(图1),在骨肉瘤类器官和乳腺癌肺转移类器官的构建上取得成功,在特异性生物标志物的检测上与临床样品的相似度可高达80%以上。使用本产品可在体外完整重现癌细胞在转移中的形变、增殖、运动等全过程,有望逐步取代用于机制研究和药物筛选的动物模型。 核心技术包括: ① 原位癌和转移癌微环境的模拟 根据常见肿瘤转移灶的特点,本项目组使用生物材料模拟对应的组织结构和功能,再进一步进行转移癌肿瘤类器官的构建。目前已经成功构建骨肉瘤原位癌类器官、乳腺癌骨转移类器官和乳腺癌肺转移类器官。 ② 复杂肿瘤类器官的构建 在新鲜肿瘤细胞经体外3D培养的基础上,通过生物医学工程手段构建包含多种细胞和组分的微生理系统,实现对肿瘤实体、免疫微环境和血管化的多角度模拟。 ③ 高通量药物筛选与评价平台 利用本项目搭建的药物评价平台,模拟真实的药物测试环境,可以进行不同类型肿瘤药物的敏感性检测。本项目组开发的第一代基础款的肿瘤骨转移和肺转移类器官培养系统,初步实现了复杂肿瘤类器官的批量化构建。在特异性生物标志物的检测上与临床样品的相似度可高达80%以上,使用本产品可在体外完整重现癌细胞转移的全过程。 【竞争优势】 本项目组开发的肿瘤类器官,旨在实现癌症转移微环境的体外有效模拟,为抗肿瘤药物的个性化筛选提供廉价有效的新方法。凭借“用户友好、价格亲民、存储方便”三大优势(图2),更便于在科研院所、医院、制药企业推广普及。 【资质荣誉】 湖北省博士后创新创业大赛优胜奖(2023); 第九届“求是杯”大学生课外学术科技作品竞赛三等奖(2023); 第四届医学3D打印技术与临床应用全国创新大赛一等奖(2022); 华中科技大学第十二届“求是杯”大学生创业计划竞赛优秀奖(2022)。 【发展规划】 ① 初期 定点选择高校、研究所、医院和制药企业,向从事癌症研究和药物筛选评价的一线研发人员提供免费的试用产品,旨在将“取代动物实验”的新型类器官产品的理念进行有效渗透,同时收集研究人员使用产品后的反馈意见。 ② 发展期 经过初期的产品使用和意见反馈,对产品进行优化调整,形成行业咨询报告;积极推动“基于肿瘤转移类器官的精准用药评价平台”的商标专利和相关生产工艺的知识产权获取的进程;启动融资和生产扩大化。 ③ 壮大期 利用该产品“价格低”、“货期短”、“使用方便”等优势,形成能够与进口Matrigel、Transwell等产品对峙的半壁江山;进行多轮融资,为上市做准备。 ④ 成熟期 一方面将“骨转移和肺转移类器官药物评价平台”发展成国内从事癌症转移研究必备的明星产品,另一方面根据用户需求打造个性化定制方案,实现“基础研究+临床试验+市场推广+用户反馈”全流程服务;完成公司上市。 【专家介绍】 刘熙秋副教授,华中科技大学同济医学院药学院副教授,研究方向为体外疾病模型的构建。华中科技大学海外引进人才、湖北省回国科技人员创业促进会成员、欧洲癌症研究协会大使、中国生物医学工程学会高级会员、广东省精准医学应用学会类器官和器官芯片分会委员。2007年和2012年于中国科学技术大学取得生命科学学士和生物材料博士学位,2012-2016年任法国国家科学院研究员。以第一作者或通讯作者发表高水平SCI论文20余篇,其中包括Advanced Materials, Biomaterials,  Journal of Controlled Release等国际一流期刊,出版英文专著1部。近5年主持国家自然科学基金2项、湖北省自然科学基金2项、华中科技大学校级基金2项,授权专利2项。担任英文期刊《Materials Today Bio》和《Acta Materia Medica》编委、广东省科技咨询专家库候选专家、中国深圳创新创业大赛评委等职务。曾获中国科学院院长奖、2021湖北省科学技术进步一等奖、第三届“花果山英才”创新创业大赛二等奖等荣誉。
华中科技大学 2023-07-11
发现细胞膜的DNA感受器促进肿瘤肝转移
中性粒细胞是肿瘤微环境的重要组成部分,在肿瘤的远处器官转移中起着重要作用。既往多项研究发现,中性粒细胞在各种细胞因子、病原微生物或PMA、LPS等化合物刺激下,会将自身的核酸以及蛋白等物质释放出来,形成以DNA为骨架,镶嵌着弹性蛋白酶、髓过氧化物酶等颗粒蛋白的网状样结构,称为中性粒细胞胞外捕获网(Neutrophil Extracellular Traps, NETs)。最初的研究发现,NETs可以捕获病原体,并通过局部高浓度的抗菌蛋白消灭病原体。近年来人们也发现,NETs里面的DNA成分即NET-DNA也参与了肿瘤的远处转移。但之前的研究更多的是集中在动物模型,NET-DNA在肿瘤患者远处器官转移的作用以及临床意义仍不明确。此外,NET-DNA促进肿瘤转移的机制也未得到详细的阐述。       该课题组从临床标本出发,发现NETs主要浸润在乳腺癌、结肠癌患者的肝转移组织,且血清NETs可以预测早期乳腺癌患者肝转移的发生,提示在肿瘤发生肝转移前,NETs可能浸润于肝组织并促进肿瘤肝转移的发生。 在机制方面,该课题组发现NET-DNA可以充当趋化肿瘤细胞运动的趋化因子,在不同小鼠模型中,发现肝脏或者肺组织中的NETs可吸引肿瘤细胞导致远处转移的发生。进一步研究发现,肿瘤细胞膜上存在NET-DNA受体CCDC25,CCDC25通过识别胞外的NET-DNA,激活ILK-β-parvin细胞骨架信号通路,增强肿瘤细胞的运动。既往研究认为DNA感受器主要位于胞内,该研究首次发现存在细胞膜上的DNA感受器。       尚未有研究深入探讨CCDC25在肿瘤细胞中的作用,该蛋白是否可以成为治疗靶点更是不为人知。该课题组通过多种模型进行验证:1.在乳腺癌自发成瘤鼠(MMTV-PyMT)中敲除CCDC25; 2.乳腺癌细胞株以及原代乳腺癌细胞敲除CCDC25后接种于小鼠;3.在接种乳腺癌细胞株的小鼠腹腔注射中和抗体。实验结果显示:靶向CCDC25可以减少乳腺癌远处器官转移的发生。因此,该研究为乳腺癌患者远处器官转移提供新的靶点及治疗策略。
中山大学 2021-04-13
一种用于抗肿瘤的砷组合药物
砷在人体内的化学形式可以分为三价砷和五价砷。三价无机砷酸(盐)毒性较大,易在体内蓄积,主要经胃肠道缓慢排泄。五价无机砷酸(盐)相对毒性较低,不易在体内蓄积,主要经肾脏快速排泄[1]。他们在体内的甲基化和代谢决定着砷的毒性作用。细胞内蛋白的相邻巯基是三价砷的主要化学受体。三价砷与巯基结合可致毒。如与酶分子内的巯基作用后可抑制其活性,干扰酶的生理功能、结构与代谢,继而引起一系列生理、生化改变,影响细胞的代谢过程[2]。五价砷对机体的影响表现在它可以模拟无机磷酸盐,不仅能在细胞转运系统和酶促反应过程中替代
兰州大学 2021-04-14
一种抗肿瘤药物及其制备方法和应用
【发 明 人】刘沈林;邹玺;吴坚【摘要】本发明公开了一种抗肿瘤药物及其制备方法和应用,该药物包括由如下原料药制成:乌梅、五味子按生药重量比为4:1~1:4。它有三种制备方法,分别是超微粉碎的方法、复方水提液的制备方法和复方醇提液的制备方法。本发明的优点是五味子性能收敛固涩、益气生津、补肾宁心,能增强机体免疫力,促进机体的抗癌机能,能抑制肿瘤细胞生长,诱导肿瘤细胞凋亡。乌梅与五味子配伍,共收扶正抗癌之效,且能明显延长荷瘤鼠的生存时间;价格低廉,制备、服用方便,适于推广使用。
南京中医药大学 2021-04-13
氧化白藜芦醇作为制备抗肿瘤药物的应用
本发明成果的目的在于证明反式二苯乙烯类化合物氧化白藜芦醇在制药领域中的新用途,为肿瘤的治疗提供一种化疗药物。本发明通过体外细胞实验证明:氧化白藜芦醇在体外实验中对7株不同来源的人源性肿瘤细胞株均有较好的生长抑制作用,48小时的IC50值位于0.047-0.277mM之间,其中,对人肝癌细胞SMMC-7721,卵巢癌细胞SK-OV-3和乳腺癌MCF-7细胞的作用最佳,48小时的IC50分别为0.058, 0.047和0.097mM。由此可知,氧化白藜芦醇抗肿瘤活性好,抗瘤谱广,因此,可将其作为制备治疗肿瘤的化疗药物应用。本发明通过动物实验证明:氧化白藜芦醇对小鼠移植性S180肉瘤,H22肝癌的生长抑制作用明显,且较常规化疗药物毒性较低,对小鼠体重、免疫脏器影响较低。因此可将氧化白藜芦醇作为制备治疗肿瘤的化疗药物应用。 本发明具有以下有益效果:1、本发明提供了一种已知化合物氧化白藜芦醇的新的医疗用途,为氧化白藜芦醇的应用开拓了新的领域。2、本发明为肿瘤的治疗提供了一种新的化疗药物,抗肿瘤活性佳,毒副作用低,具有明显的社会效益。
四川大学 2016-04-18
一种抑制肿瘤侵袭和扩散的双重调控的超分子组装体的制备方法及其应用
本发明涉及抑制肿瘤侵袭和扩散技术,特别是一种抑制肿瘤侵袭和扩散的具有磁场和光照双重调控的超分子组装体的制备方法及其应用。本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题,提供了一种可以抑制肿瘤细胞侵袭和转移,并且具有磁场和光照双重调控的超分子组装体,同时提供了该组装体的制备方法。/line本发明中的超分子组装体是一种能够通过光照和磁场诱导的形貌转化的纳米纤维聚集体。这些独特的能力是通过将生物相容性的靶向肽连接在氧化铁磁性纳米颗粒下与β-环糊精修饰的透明质酸非共价交联来完成的。更重要的是,由于癌细胞的表面的透明质酸受体过度表达,得到地磁定向聚合的多糖为基础的组装体,其可以在纳米纤维网状结构中特定地吸引癌细胞,从而抑制肿瘤细胞的迁移和挽救肿瘤细胞迁移的小鼠。本发明是实现生物超分子组装体对较弱的地磁场精确响应的第一个实例,为减少肿瘤细胞转移造成的死亡提供了一种新型的刺激响应性纳米超分子生物材料。
南开大学 2021-04-10
金松双黄酮在制备防治糖尿病药物中的应用
【发 明 人】陈建伟;李祥;薛平;汤彬;姚晓【技术领域】本发明涉及一种金松双黄酮,具体涉及金松双黄酮在制备防治糖尿病药物中的应用。【摘要】本发明公开了金松双黄酮在制备防治糖尿病药物中的应用。经实验研究表明,金松双黄酮具有很好的治疗糖尿病的作用,对糖尿病及其糖尿病合并心脏病和糖尿病合并高脂血症等相关性疾病均具有非常好的治疗效果,且实验过程中,未表现出副作用等不良反应,有望开发成为新一代安全有效,用于防治糖尿病及其并发症的药物。
南京中医药大学 2021-04-13
数码热转移印花毯
毯带采用耐高温芳纶纤维,使用温度可达到250℃,克重3100g/㎡,厚度达8mm,是各种面料、窗帘布、装饰布转移印花专用毯带。    基布耐高温转移印花毯具有毯面平整,毯身柔软,不易开裂及使用寿命长等优点,热定型后,毛毯宽幅收缩率在3%。伸长率范围之内。在国内外市场上深受欢迎。  适用于:各类台湾、国产和进口转移印花机等。
上海芸英工业皮带有限公司 2025-01-09
高杀伤高富集的抗肿瘤光敏药物开发技术平台
肿瘤是严重危害人类生命的重大疾病之一,每年新增病人 1400万人以上,死亡超过 800 万,并且发病率和死亡率一直呈现上升趋势,做好肿瘤的预防与治疗对全世界的人们来说都至关重要。目前肿瘤治疗主要依赖于外科手术切除,化疗和放射治疗三种主要手段,但这些方法都各自存在很多问题。一直以来,人们都希望能找到一些更低危害的肿瘤治疗方案,一些微创甚至无创的方法,如射频,热消融,冷冻治疗,超声治疗等物理方法,因为副作用低,在临床上受到病人和医生的喜爱。 本项目开发了一种新型的光敏剂用于肿瘤的光动力治疗(photodynamic therapy, PDT )。光动力治疗是一种新型的完全非损伤性的肿瘤治疗方案,体内光敏剂受到外界的红外光激发,从无害状态变成对肿瘤有强大杀伤能力,从而高精度杀伤肿瘤。
南开大学 2021-04-13
一种防治原发生骨质疏松症及抗衰老药物
本发明应用动物器官组织制备的防治原发性骨质疏松症及抗衰老新药,具有制备工艺简单、疗效显著、无毒副作用的特点,为临床提供了一种理想的防治原发性骨质疏松症及抗衰老药物,也可用于多种老年性疾病的防治。与已有技术相比,本发明的突出优点是:药物取自动物胚胎,来源单一,制做工艺简单,实验效果显著,无毒副作用,可在一般生化药厂或制药厂工业化生产。已申报国家专利。
西安交通大学 2021-01-12
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