《【基金標(biāo)書】2010CB933900-應(yīng)用納米技術(shù)解決胃癌預(yù)警與早期診斷中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【基金標(biāo)書】2010CB933900-應(yīng)用納米技術(shù)解決胃癌預(yù)警與早期診斷中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題（23頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

項(xiàng)目名稱： 應(yīng)用納米技術(shù)解決胃癌預(yù)警與早期診斷中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題首席科學(xué)家： 崔大祥 上海交通大學(xué)起止年限： 2010 年 1 月-2014 年 8 月依托部門： 教育部 上海市科委一、研究?jī)?nèi)容主要研究?jī)?nèi)容：①1① 納米粒子制備及其與胃癌標(biāo)志物間的相互作用① 納米粒子可控合成與仿生構(gòu)建利用高分子化學(xué)和有機(jī)合成化學(xué)的方法和原理，設(shè)計(jì)水溶性好、靶向性強(qiáng)、生物安全性高、環(huán)境友好型 納米粒子材料，如 樹(shù)形分子修飾的金納米棒、二氧化硅包裹的熒光磁性納米粒子與熒光碳納米管，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。① 胃癌分子標(biāo)志物的制備、活性 鑒定與表征利用分子克隆與蛋白表達(dá)分離純化等技術(shù)手段，設(shè)計(jì)并制備一批胃癌相關(guān)基因寡核苷酸探針，然后與納米材料組裝在一起，制備出系列納米胃癌基因探針；制備出一系列胃癌相關(guān)蛋白的抗體，獲取抗體 Fab 功能片段，制備成胃癌抗體探針；然后對(duì)活性進(jìn)行鑒定并表征；利用納米顆粒本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用細(xì)胞生物學(xué)等技 術(shù)， 篩選出高效、靶向的胃癌分子探 針，并對(duì)胃癌分子探針組裝方式、性質(zhì)進(jìn)行研究。 ③胃癌相關(guān)分子標(biāo)志物的 篩選與納米探針的制備與表征：選擇的胃癌相關(guān)分子標(biāo)志物如 brcaa1,ndr2,UAG4,gcys-20,HAI-178，等。納米載體選擇羧基化的樹(shù)形分子修飾的金納米棒，熒光磁性納米粒子，熒光碳納米管等，把分子標(biāo)志物與納米載體連接，制備成納米探針；采用高分辨電鏡、原子力學(xué)顯微鏡、Zeta 電 位、免疫共沉淀方法進(jìn)行表征。④ 納米探針 與胃癌相關(guān)分子 標(biāo)志物相互作用調(diào)查表面基團(tuán)種類、性質(zhì)、密度對(duì)固定探針特異性與靈敏度的影響，采用原子力學(xué)顯微鏡測(cè)量納米粒子與胃癌相關(guān)分子標(biāo)志物之間結(jié)合力，以及與待測(cè)靶分子之間的親和力，研究可能的影響因素；研究增強(qiáng)制備的探針可溶性與分散性問(wèn)題，研究不同 PH 值的胃酸條件下胃癌分子探 針的 穩(wěn)定性條件及可能影響因素，研究胃癌探針的靶向性與可能途徑；研究胃癌納米探針的選擇性與特異性的條件。①2① 增強(qiáng)胃癌標(biāo)志物檢測(cè)的敏感度與特異性的納米技術(shù)①納米粒子對(duì) 胃癌 PCR 的靈敏度與特異性影響② 納米粒子 對(duì)胃癌血清抗原抗體 結(jié)合的免疫反應(yīng) 的靈敏度與特異性影響③碳納米管與量子點(diǎn)自 組 裝基礎(chǔ)上的超敏感檢測(cè)胃癌相關(guān) 標(biāo)志物的原理、技 術(shù)與方法④基于金納米粒子淬 滅熒 光分子的信號(hào)與待測(cè)抗原的 濃度對(duì)數(shù)成線性關(guān)系，來(lái)建立 URG4,BRCAA1,IPO-38，Ndr2 等做為預(yù)警胃癌標(biāo)志物的超敏感檢測(cè)方法，并通過(guò)對(duì)大樣本的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，確立早期癌的預(yù)警值，從而更好的利用URG4、BRCAA1 抗原的胃癌預(yù)警作用， 識(shí)別、區(qū)分早期癌和高危、低危癌前期病變，為臨床提供客觀、有力的診斷依據(jù)。⑤研究納米粒子探 針對(duì)活 檢組織檢測(cè)與免疫組化結(jié) 果的影響。①3① 胃癌分子探針在體定位定量可視化① 建立胃癌 動(dòng)物模型，進(jìn)行下列研究：（1）充分利用 3.0T MRI 的優(yōu)勢(shì)，合理使用快速 T1 /T2 /T2*加權(quán)、并行采集和動(dòng)物表面線圈技術(shù)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)自動(dòng)或半自動(dòng)圖象分析軟件，獲得高信號(hào)-噪聲比、高的空間和時(shí)間分辨率的圖像，并對(duì)信號(hào)改變做定量或半定量的分析。（2）用拉曼光譜儀和 IVIS 熒光成像系統(tǒng)觀察納米探針進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后的分布、聚集、消除過(guò)程，獲取動(dòng)態(tài)圖像。（3）利用內(nèi)窺鏡共聚焦成像系統(tǒng)獲取納米探針在胃癌組織中的分布圖像。（4）利用超聲成像獲取納米探針在胃癌組織中的圖像。② 在多模態(tài)成像系統(tǒng)下，胃癌納米探針在胃癌組織中成像理論與建模：（1）建立胃癌模型，采用胃癌納米探針對(duì)其標(biāo)記，研究不同的光、聲作用 誘導(dǎo)產(chǎn)生的光（波長(zhǎng)、振幅、偏振、熒光壽命、非線性效應(yīng)）和聲信號(hào)的改變，探尋所產(chǎn)生的信號(hào)與腫瘤細(xì)胞之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（2）考慮到癌細(xì)胞在多層胃組織的侵及程度，構(gòu)建典型的胃癌模型，其中癌變部分用胃癌分子探針來(lái)標(biāo)記，以此來(lái)模擬在體胃癌的情況。（3）利用多種模式包括拉曼光譜儀、超聲成像等分子成像技術(shù)對(duì)模型動(dòng)物組織樣品開(kāi)展成像檢測(cè)?？疾焖玫降男盘?hào)與單純胃癌模型所得信號(hào)的異同，探討復(fù)雜生物組織結(jié)構(gòu)和邊界對(duì)分子成像性能的影響；建立不同光、聲信號(hào)在組織中的遷移--- 激發(fā)--- 發(fā)射---遷移的理 論模型。③ 胃癌分子的在體定位、定量及可視化：根據(jù)具有熒光磁性特征的胃癌納米探針，通過(guò) MRI 技術(shù)對(duì)胃癌早期發(fā)生的部位進(jìn)行宏觀成像與預(yù)警，并在 MRI 影像引導(dǎo)下，通過(guò)光學(xué)內(nèi)窺鏡技術(shù)對(duì)胃部早期病變部位通過(guò)誘發(fā)熒光進(jìn)行精確的局部定位，達(dá)到胃癌的早期預(yù)警。利用多種模式包括拉曼光譜儀、超聲成像等分子成像技術(shù)對(duì)模型動(dòng)物組織樣品開(kāi)展成像檢測(cè)，獲 取胃癌分子探針的信號(hào)強(qiáng)度分布，建立 魯棒有效的三維算法， 對(duì)胃組織內(nèi)部胃癌早期預(yù)警部位進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像標(biāo)記，結(jié)合內(nèi)窺鏡所獲得的二維光學(xué)熒光信號(hào)與 MRI 三維信號(hào)，進(jìn) 行胃癌病變部位信號(hào)強(qiáng)度分布的定位定量分析，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)二維（光學(xué)熒光信號(hào)、超聲）、三維（MRI 信號(hào)）的可視化。①4① 納米粒子和納米探針的體內(nèi)外生物學(xué)行為和安全性研究① 納米粒子的 細(xì)胞安全性研究巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、T 細(xì)胞等免疫細(xì)胞對(duì)不同納米顆粒的反應(yīng)、作用過(guò)程和機(jī)制，揭示納米 顆粒對(duì)抗原呈遞的作用，對(duì)樹(shù)突狀細(xì)胞成熟， 對(duì)免疫細(xì)胞趨化運(yùn)動(dòng)，對(duì) Thl／Th2 細(xì)胞平衡和 CD4＋CD25 ＋Tr 細(xì)胞（regulator T，Tr）功能的影響；研究不同納米顆粒以及不同納米特性（如不同尺寸）對(duì)轉(zhuǎn)錄因子（NF-kB 等）、細(xì)胞因子和 趨化因子（如白介素-1 、腫 瘤壞死因子）以及炎癥反應(yīng)相關(guān)酶等的影響；揭示納米顆粒誘發(fā)特殊免疫反應(yīng)的機(jī)制。② 胃癌納米探 針的組織 安全性（器官特殊免疫反應(yīng) ）擬 通 過(guò) 病 理 觀 察 研 究 納 米 顆 粒 所 引 發(fā) 的 可 能 炎 癥 反 應(yīng) 、刺 激 性 或 過(guò) 敏 反 應(yīng) ，利 用免 疫 組 化 、蛋 白 質(zhì) 組 學(xué) 等 方 法 研 究 與 炎 癥 相 關(guān) 蛋 白 表 達(dá) 譜 的 變 化 ，歸 納 和 總 結(jié) 納 米 顆 粒誘 發(fā) 特 殊 炎 癥 反 應(yīng) ，引 發(fā) 特 殊 免 疫 應(yīng) 答 的 特 點(diǎn) 與 規(guī) 律 。③ 胃癌納米探 針動(dòng)物體內(nèi)的 藥代動(dòng)力學(xué)和組織分布研究采用模型動(dòng)物（小鼠、大鼠）和體外模擬相結(jié)合，研究胃癌納米探針在動(dòng)物體內(nèi)可能環(huán)境中的動(dòng)力學(xué)行為，重點(diǎn)考察納米探針的特殊性質(zhì)對(duì)其在體內(nèi)的分布特性及藥代動(dòng)力學(xué)特征的影響，評(píng)價(jià)胃癌分子探針在不同體內(nèi)環(huán)境中的導(dǎo)向效果。建立納米材料及其胃癌 納米探針生物效應(yīng)的數(shù)值分析方法，構(gòu)建特定納米材料安全性評(píng)價(jià)的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。?胃癌納米探 針活體安全性的系 統(tǒng)研究研究胃癌納米探針在正常動(dòng)物體內(nèi)的的急性毒性、長(zhǎng)期毒性、特殊毒性及一般藥理包括對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系 統(tǒng)的影響及量效關(guān)系，評(píng)價(jià)包括胃癌分子標(biāo)志物、納米粒子、胃癌納米探針對(duì)生物體的安全程度和進(jìn)一步作為納米探針開(kāi)發(fā)的可能性。（a）納米材料本身粒度與 動(dòng) 物毒性的關(guān)系，在 納米材料的粒度均一性和 穩(wěn)定性前提下，測(cè)定納米物質(zhì)的急性毒性、亞急性毒性、慢性毒性；（b）納米探針、納米材料對(duì)人正常胃粘膜細(xì)胞與胃癌細(xì)胞的影響及分子機(jī)理；（c）納米材料 經(jīng)不同途徑進(jìn) 入動(dòng)物體內(nèi)吸收、分布、生物轉(zhuǎn)化以及在不同臟器組織中的沉積和排泄、到達(dá)靶點(diǎn)并在靶點(diǎn)聚集的過(guò)程；（d）納米顆粒對(duì)于心血管系統(tǒng)的影響及其與血液系統(tǒng)中細(xì)胞成分的相互作用；（e）納米顆粒 對(duì)于免疫系統(tǒng) 、神經(jīng)系統(tǒng)的影響；（f）納米物 質(zhì)對(duì)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物大分子活性的干擾。測(cè)定納米材料對(duì)于細(xì)胞線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞核等亞細(xì)胞 結(jié)構(gòu)的影響，對(duì)于細(xì)胞膜的立體結(jié)構(gòu)的影響以及對(duì)于酶等生物大分子的活性影響。根據(jù)研究結(jié)果，對(duì)納米粒子、納米探針進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定胃癌納米探針用于胃癌預(yù)警與分子影像診斷的安全有效的方案，解決它們的穩(wěn)定性與生物兼容性問(wèn)題，并提出安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。二、預(yù)期目標(biāo)1、總體目標(biāo)本項(xiàng)目從我國(guó)發(fā)展納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)的需求出發(fā)，應(yīng)用納米技術(shù)研究胃癌早期診斷與預(yù)警系統(tǒng)所 涉 及 的 基 本 科 學(xué) 問(wèn) 題 ，以增強(qiáng)胃癌分子檢測(cè)的靈敏度與特異性以及胃癌分子在胃局部組織定位定性定量可視化為主要研究?jī)?nèi)容，探索納米材料的生物安全性、靶 標(biāo)導(dǎo)向性， 為推進(jìn)我國(guó) 納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展、提高我國(guó)在這一前沿 領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力提供技術(shù)保障。通過(guò)項(xiàng)目的組織實(shí)施，促進(jìn)納米技術(shù)、腫瘤診斷學(xué)、分子生物學(xué)、 藥物化學(xué)、藥理學(xué)等學(xué)科的交叉與融合，培養(yǎng)一批能夠進(jìn)行創(chuàng)新性研究的交叉學(xué)科人才。項(xiàng) 目 的 完 成 將 有 望 為 胃 癌 預(yù)警 系 統(tǒng) 這 一 具 有 挑 戰(zhàn) 性 的 科 學(xué) 前 沿 問(wèn) 題 提 供 關(guān) 鍵 理 論 與 技 術(shù) 支 撐 。2、 五 年 預(yù) 期 目 標(biāo)1．篩選出 3-5 種生物相容性好、相對(duì)特異、高生物活性的胃癌分子探針，建立靈敏度高與特異性強(qiáng)的納米技術(shù)和方法；建立高效胃癌分子成像的納米技術(shù)和新方法；2．完成 2-3 種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的胃癌標(biāo)志物超敏感檢測(cè)的納米技術(shù)方法系統(tǒng)研究，為臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；3．完成 1-2 種具有自主知 識(shí)產(chǎn)權(quán)的胃癌納米探針 的系統(tǒng)的分子影像研究，為開(kāi)發(fā)胃癌分子影像探針的臨床前研究奠定基礎(chǔ)；4．建立納米粒子與胃癌納米探針的安全性評(píng)價(jià)體系；5．促進(jìn)我國(guó)材料學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、藥物化學(xué)、 藥理毒理學(xué)等學(xué)科與 納米醫(yī)學(xué)的交叉融合，在胃癌預(yù)警的國(guó)際前沿領(lǐng)域取得重大創(chuàng)新成果；在本項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，至少獲得一項(xiàng)能應(yīng)用到臨床的研究成果；6．培養(yǎng)一支高水平的研究團(tuán)隊(duì)，尤其是培養(yǎng)一批在交叉學(xué)科領(lǐng)域具有綜合知識(shí)和研究能力的人才，通過(guò)項(xiàng)目協(xié)作組合形成一支在相關(guān)領(lǐng)域有影響的學(xué)術(shù)梯隊(duì)；培養(yǎng)學(xué)科帶頭人 4-6 名，碩士研究生 50 名以上，博士研究生 25－30 名，博士后 8－10 名；7． 取得本領(lǐng)域具有國(guó)際影響力的重要基礎(chǔ)研究成果，在國(guó)際一流刊物上(包括 Nature 系列雜志) 發(fā)表一批高水平的學(xué)術(shù)論文, 申請(qǐng) 8－10 項(xiàng)專利，發(fā)表 100 篇以上高質(zhì)量 SCI 學(xué)術(shù)論文。三、研究方案總體研究方案1．學(xué)術(shù)思路納米生物學(xué)領(lǐng)域取得的進(jìn)展為胃癌預(yù)警與早期診斷研究提供了新的方法。本申請(qǐng)項(xiàng)目以解決應(yīng)用納米技術(shù)研究胃癌早期診斷與預(yù)警關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題為目標(biāo)，以研究基于納米粒子的胃癌早期標(biāo)志物超敏感特異性檢測(cè)技術(shù)與多模式動(dòng)態(tài)成像技術(shù)，以及 納米探針的制造與安全性評(píng)價(jià)為研究?jī)?nèi)容，在新一代 熒光超順磁納米粒子、熒光納米晶及其復(fù)合納米粒子的制備、性能測(cè)試與表征、胃癌早期靶分子特異性分子探針的篩選、靶分子與 納米粒子的復(fù)合探針制備、超敏感與特異性的檢測(cè)方法與多模式成像技術(shù)方法、生物兼容性與安全性以及影像學(xué)評(píng)價(jià)，納米探針等方面做出原創(chuàng)性成果；應(yīng)用這些理論技術(shù)方法，進(jìn)行源頭創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國(guó)際先進(jìn)水平的、超敏感的 腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)方法，安全性好且針對(duì)于胃癌的分子顯像的納米探針，為臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。2．技術(shù)方案與途徑根據(jù)上述總體思路，本項(xiàng)目圍繞胃癌預(yù)警這個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，從納米材料改善探針理化性質(zhì)、生物利用度以及作為分子影像探針出發(fā)，采用“ 在細(xì)胞水平上觀測(cè)生物效應(yīng)，在分子水平上揭示作用機(jī)理，在動(dòng)物模型上驗(yàn)證可行性， 總結(jié)胃癌納米探針的特性與胃癌發(fā)生發(fā)展的規(guī)律”的策略，將 納 米技術(shù)與腫瘤診斷學(xué)、藥物化學(xué)、毒理藥理學(xué)等學(xué)科結(jié) 合起來(lái)，并 應(yīng)用于胃癌預(yù) 警與早期診斷的研究。 項(xiàng)目設(shè)置 4 個(gè)課題，項(xiàng)目總體研究方案見(jiàn)圖 1。圖 1. 課題總體研究方案具體研究方案和技術(shù)路線如下：1．胃癌相關(guān)分子標(biāo)志物的篩選與探針設(shè)計(jì)1.1 胃癌相關(guān)分子標(biāo)志物的篩選 采用生物信息學(xué)方法從 Genebank 庫(kù)中篩選出與胃癌相關(guān)基因與蛋白；根據(jù)文獻(xiàn)，篩選出與胃癌早期狀態(tài)密切相關(guān)的基因與蛋白，設(shè)計(jì)寡核苷酸片段探針，設(shè)計(jì)胃癌相關(guān)蛋白的抗體 Fab 片段探針；根據(jù)腫瘤血管與缺氧等特征，設(shè)計(jì)相關(guān)抗體 Fab 片段探針。1.2 胃癌相關(guān)基因與抗體的探針制備 根據(jù)設(shè)計(jì)的胃癌相關(guān)基因探針序列，采用DNA 合成儀制備胃癌相關(guān)寡核苷酸探針；利用抗體篩選技術(shù)平臺(tái)，制 備具有生物活性功能的胃癌相關(guān)抗體；采用水解法等技術(shù)制備抗體 Fab 片段；根據(jù)腫瘤血管與缺氧靶點(diǎn)，在 brcaa1、ndr2、UAG4、gcys-20、gcys-1、HAI-178、survivin、VEGF、av?3、HIF 等中選擇相應(yīng)的靶點(diǎn)，制備相應(yīng)抗體 Fab 片段，最終篩選出合適的探針。2．納米粒子的合成與表征2.1 新型納米材料的合成與表征a) 熒光磁性 納米粒子的可控合成利用高溫溶劑前驅(qū)體分解法合成磁性納米粒子，采用低溫法合成量子點(diǎn)，利用等離子鍍膜技術(shù)，可控地把磁性納米粒子與量子點(diǎn)組裝在一起，然后在表面包裹上二氧化硅，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并制 備出不同粒徑的熒光磁性納米粒子，研究溫度、溶劑、反應(yīng) 條件等對(duì)最終產(chǎn)物的影響，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征 。b) 樹(shù)形分子修飾的金納米棒的合成設(shè)計(jì)不同長(zhǎng)徑比的金納米棒，并可控合成；用第 5 代樹(shù)形分子取代金米棒表面的 CTAB 分子，制 備出 樹(shù)形分子修飾的金納米棒；通 過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使得樹(shù)形分子表面氨基團(tuán)變成羧基，顯 著增強(qiáng)生物相容性。然后進(jìn)行表征。c) 熒 光碳納米管的合成利用等離子鍍膜技術(shù)，在碳納米管表面鍍上一層膜，然后與量子點(diǎn)連接，在復(fù)合物表面包敷上二氧化硅，并進(jìn)行表征。d) 包裹 ICG 的納米氣泡的合成利用 MEMS 技術(shù)可控合成包裹 ICG 的納米氣泡，利用粒度儀進(jìn)行表征。也可利用全反射熒光顯微鏡進(jìn)行表征。3．胃癌納米探針的制備及其與生物分子相互作用的機(jī)理3.1 胃癌納米探針制備利用羧基與氨基偶聯(lián)或醛基縮合反應(yīng)，把制備的納米粒子與胃癌相關(guān)寡核苷酸探針或抗體片段探針結(jié)合，制備成胃癌納米基因探針與胃癌抗體片段探針，研究不同條件下制備的胃癌納米探針的生物活性并進(jìn)行表征。3.2 分子水平上將胃癌納米探針偶聯(lián)至 AFM 探針上，利用 AFM 檢測(cè)不同種類、不同濃度的樣品，通 過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)定胃癌 納米探針與靶基因或靶蛋白分子之間的相互作用力，來(lái)揭示制備的胃癌納米探針的生物活性；利用納米探針的熒光信號(hào)與全反射熒光顯微鏡， 進(jìn)行直接觀察納米探 針與固定的靶基因或靶蛋白之間的相互作用動(dòng)力學(xué)過(guò)程，并對(duì)測(cè)定的信號(hào)進(jìn)行分析。3.2 細(xì)胞水平上與靶分子相互作用的研究培養(yǎng)胃癌 SGC7901 細(xì)胞株與胃粘膜 GES-1 細(xì)胞株，分別加入不同濃度、不同種類的胃癌納米基因探針或胃癌抗體探針作為測(cè)試組 ，實(shí)驗(yàn)同時(shí)設(shè)立細(xì)胞對(duì)照組及基因及抗體對(duì)照組， 納米粒子對(duì)照組。利用全反射熒光顯微鏡，采集相互作用動(dòng)態(tài)圖像，然后分析，揭示在不同條件下胃癌納 米探 針與靶分子相互作用的機(jī)理。4．納米粒子對(duì) PCR 靈敏度與特異性的影響4.1 熒光磁性納米粒子對(duì) PCR 的影響以我們報(bào)道的檢測(cè)胃癌相關(guān)基因表達(dá)水平的多重 PCR 為模型，調(diào)查修飾與未修飾的熒光磁性納米粒子在胃癌 PCR 過(guò)程中，熒光信號(hào)的變化規(guī)律，發(fā)展定量PCR 新原理；研究熒光磁性納米粒子對(duì) PCR 特異性的影響規(guī)律，為消除胃癌PCR 檢測(cè)的假陽(yáng)性結(jié)果提供理論依據(jù)。4.2 樹(shù)形分子修飾的金納米棒對(duì) PCR 的影響以我們報(bào)道的檢測(cè)胃癌相關(guān)基因表達(dá)水平的多重 PCR 為模型，調(diào)查樹(shù)形分子修飾的金納米棒對(duì)胃癌 PCR 的靈敏度與特異性的影響，測(cè)定在 PCR 過(guò)程中拉曼光譜變化的規(guī)律，闡明其增強(qiáng) PCR 效率的機(jī)理。4.3 熒光碳納米管對(duì) PCR 的影響我們報(bào)道過(guò)碳納米管增強(qiáng) PCR 效率，此研究中，深入研究熒光碳納米管在胃癌PCR 檢測(cè)過(guò)程中熒光信號(hào)強(qiáng)度變化的規(guī)律，對(duì)靈敏度與特異性的影響機(jī)理。5．納米粒子對(duì)免疫反應(yīng)的靈敏度與特異性的影響我們首次報(bào)道了金納米粒子熒光淬滅現(xiàn)象基礎(chǔ)上的超敏感抗原定量檢測(cè)原理與方法。其原理是：一種抗體修飾磁性納米粒子，另一種抗體修飾納米金粒子，當(dāng)抗原存在時(shí)，抗原抗體反應(yīng)，形成夾心結(jié)構(gòu)，離心去除夾心復(fù)合物，上清中殘余的納米金粒子，可以淬滅 FITC 熒光分子信號(hào)，在 516nm 處的熒光淬滅強(qiáng)度與抗原量呈正比。此技術(shù)獲得了專利授權(quán)（ZL200310109350.3）。我們利用胃癌相關(guān)抗原BRCAA1（AF208045）作為檢測(cè) 的靶分子，利用 2 個(gè)單克隆抗體分別標(biāo)記熒光磁性納米粒子與金納米粒子（或金納米棒），研究在免疫反應(yīng)前后，熒光信號(hào)強(qiáng)度變化，是否具有規(guī)律性，力求發(fā)展新的靈敏特異的檢測(cè)原理與方法。6 胃癌相關(guān)分子在體定位定量可視化研究6.1 建立胃癌動(dòng)物模型，進(jìn)行下列研究：（1）充分利用 3.0T MRI 的優(yōu)勢(shì)，合理使用快速 T1 /T2 /T2*加權(quán)、并行采集和動(dòng)物表面線圈技術(shù)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)自動(dòng)或半自動(dòng)圖象分析軟件，獲得高信號(hào)-噪聲比、高的空間和時(shí)間分辨率的圖像，并對(duì)信號(hào)改變做定量或半定量的分析。（2）用拉曼光譜儀和 IVIS 熒光成像系統(tǒng)觀察納米探針進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后的分布、聚集、消除過(guò)程，獲取動(dòng)態(tài)圖像。（3）利用內(nèi)窺鏡共聚焦成像系統(tǒng)獲取納米探針在胃癌組織中的分布圖像。（4）利用超聲成像獲取納米探針在胃癌組織中的圖像。6.2 在多模態(tài)成像系統(tǒng)下，胃癌分子探針在胃癌組織中分子成像理論與建模：（1）建立胃癌模型，采用胃癌納米探針對(duì)其標(biāo)記，研究不同的光、聲作用 誘導(dǎo)產(chǎn)生的光（波長(zhǎng)、振幅、偏振、熒光壽命、非線性效應(yīng)）和聲信號(hào)的改變，探尋所產(chǎn)生的信號(hào)與腫瘤細(xì)胞之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（2）考慮到癌細(xì)胞在多層胃組織的侵及程度，構(gòu)建典型的胃癌模型，其中癌變部分用胃癌納米探針來(lái)標(biāo)記，以此來(lái)模擬在體胃癌的情況。（3）利用多種模式包括拉曼光譜儀、超聲成像等分子成像技術(shù)對(duì)模型動(dòng)物組織樣品開(kāi)展成像檢測(cè)?？疾焖玫降男盘?hào)與單純胃癌模型所得信號(hào)的異同，探討復(fù)雜生物組織結(jié)構(gòu)和邊界對(duì)分子成像性能的影響；建立不同光、聲信號(hào)在組織中的遷移--- 激發(fā)--- 發(fā)射---遷移的理 論模型。6.3 胃癌分子的在體定位、定量及可視化：根據(jù)具有熒光磁性特征的胃癌納米探針，通過(guò) MRI 技術(shù)對(duì)胃癌早期發(fā)生的部位進(jìn)行宏觀成像與預(yù)警，并在 MRI 影像引導(dǎo)下，通過(guò)光學(xué)內(nèi)窺鏡技術(shù)對(duì)胃部早期病變部位通過(guò)誘發(fā)熒光進(jìn)行精確的局部定位，達(dá)到胃癌的早期預(yù)警。利用多種模式包括拉曼光譜儀、超聲成像等分子成像技術(shù)對(duì)模型動(dòng)物組織樣品開(kāi)展成像檢測(cè)，獲取胃癌分子探針的信號(hào)強(qiáng)度分布，建立魯棒有效的三維算法，對(duì)胃組織內(nèi)部胃癌早期預(yù)警部位進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像標(biāo)記，結(jié)合內(nèi)窺鏡所獲得的二維光學(xué)熒光信號(hào)與 MRI 三維信號(hào)， 進(jìn)行胃癌病變部位信號(hào)強(qiáng)度分布的定位定量分析，實(shí)現(xiàn) 多模態(tài)二維（光學(xué) 熒光信號(hào)、超聲）、三維（ MRI 信號(hào)）的可視化。7．納米探針的生物學(xué)效應(yīng)與安全性7.1 納米探針的藥效學(xué)和安全性（毒理學(xué)）研究采用 MTT 法研究胃癌納米探針對(duì)胃癌細(xì)胞株、正常胃粘膜細(xì)胞株的生長(zhǎng)抑制作用。結(jié)合我們過(guò)去已建立的胃黏膜癌變模型，考察納米探針的體內(nèi)分布和動(dòng)力學(xué)特征，以國(guó)家食品藥品 監(jiān)督管理局藥物評(píng)價(jià)指南為基礎(chǔ)和指導(dǎo)，參照國(guó)際藥物檢測(cè)和評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)所制定的藥理學(xué)的評(píng)價(jià)方法對(duì)納米顆粒的生物學(xué)效果和毒性進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)價(jià)。4.2 胃癌納米探針跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和細(xì)胞器定位特性對(duì)納米探針加入細(xì)胞培養(yǎng)基中培養(yǎng)，采用流式細(xì)胞儀快速定量地測(cè)定細(xì)胞內(nèi)納米探針的動(dòng)態(tài)變化，研究 納米探針跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力和胞內(nèi)蓄積特性。運(yùn)用細(xì)胞器熒光探針標(biāo)記技術(shù)結(jié)合熒光免疫染色技術(shù)研究納米探針在細(xì)胞核（Hoechst33342）、溶酶體（LysoTracker Green DND-26）、高爾基體(Brefeldin A)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(DiOC 6(3))及線粒體 (MitoTracher Green FM)等亞細(xì)胞器定位和分布情況。通過(guò)抑制與細(xì)胞內(nèi)吞相關(guān)蛋白或脂的活性，觀察是否與它們介導(dǎo)的納米探針跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)，如抑制脂筏介導(dǎo)的內(nèi)吞（Cyclodextrin or nystatin）、抑制小窩蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞（Filipin ）、抑制網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞（Chlorpromazine）、抑制肌動(dòng)蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞（Cytochalasin D）、抑制 細(xì)胞粘附分子介 導(dǎo)的內(nèi)吞（amiloride ）和抑制微管的活性（Nocodazole）。7.3 納米探針的細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸機(jī)制由選擇性抑制劑或利用基因操作技術(shù)對(duì)與細(xì)胞內(nèi)囊泡生成、轉(zhuǎn)運(yùn)、融合有關(guān)的信號(hào)通路進(jìn)行抑制，確定 納米探針是否存在亞細(xì)胞器間的轉(zhuǎn)運(yùn)。如 Brefeldin A抑制囊泡從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)；Wortmannin 抑制 PI3K 介導(dǎo)的內(nèi)涵體與溶酶體的囊泡融合，并運(yùn)用全反射熒光顯微鏡、 HR-MAS 核磁共振等技術(shù)研究活細(xì)胞與納米探針的共存體系以解析納米探針與生物膜的相互作用及其跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)和胞內(nèi)運(yùn)輸機(jī)制。7.4 納米粒子及其納米探針的活體安全性評(píng)價(jià)采用模型動(dòng)物（小鼠、大鼠）分別研究納米粒子與納米探針在動(dòng)物體內(nèi)的組織分布和動(dòng)力學(xué)行為；研究不同體液環(huán)境的納米粒子及其納米探針在生物體內(nèi)的代謝動(dòng)力學(xué)；研究在正常動(dòng)物體內(nèi)納米粒子的急性，亞急性及可能的長(zhǎng)期毒性、神經(jīng)系統(tǒng)毒性和免疫原性；研究納米探針的分子及細(xì)胞安全性。為進(jìn)一步納米探針的應(yīng)用奠定安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。四、年度計(jì)劃年度計(jì)劃內(nèi)容和目標(biāo)：第一年度計(jì)劃內(nèi)容：1．胃癌相關(guān)分子標(biāo)志物的篩選與探針設(shè)計(jì)胃癌相關(guān)分子標(biāo)志物的篩選 采用生物信息學(xué)方法從 Genebank 庫(kù)中篩選出與胃癌相關(guān)基因與蛋白；根據(jù)文獻(xiàn)，篩選出與胃癌早期狀態(tài)密切相關(guān)的基因與蛋白，設(shè)計(jì)寡核苷酸片段探針，設(shè)計(jì)胃癌相關(guān)蛋白的抗體 Fab 片段探針；根據(jù)腫瘤血管與缺氧等特征，設(shè)計(jì)相關(guān)抗體 Fab 片段探針。部分胃癌相關(guān)基因與抗體的探針制備 根據(jù)設(shè)計(jì)的胃癌相關(guān)基因探針序列，采用DNA 合成儀制備胃癌相關(guān)寡核苷酸探針；利用抗體篩選技術(shù)平臺(tái)，制 備具有生物活性功能的胃癌相關(guān)抗體；采用水解法等技術(shù)制備抗體 Fab 片段；根據(jù)腫瘤血管與缺氧靶點(diǎn)，在 brcaa1、ndr2、UAG4、gcys-20、gcys-1、HAI-178、survivin、VEGF、av?3、HIF 等中選擇相應(yīng)的靶點(diǎn)，制備相應(yīng)抗體 Fab 片段。2．納米粒子的合成與表征熒光磁性納米粒子的可控合成利用高溫溶劑前驅(qū)體分解法合成磁性納米粒子，采用低溫法合成量子點(diǎn)，利用等離子鍍膜技術(shù)，可控地把磁性納米粒子與量子點(diǎn)組裝在一起，然后在表面包裹上二氧化硅，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并制備出不同粒徑的熒光磁性納米粒子，研究溫度、溶 劑、反應(yīng)條件等對(duì)最終產(chǎn)物的影響，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。樹(shù)形分子修飾的金納米棒的合成設(shè)計(jì)不同長(zhǎng)徑比的金納米棒，并可控合成；用第 5 代樹(shù)形分子取代金米棒表面的CTAB 分子，制 備出樹(shù)形分子修 飾的金納米棒；通過(guò) 化學(xué)反應(yīng)，使得樹(shù)形分子表面氨基團(tuán)變成羧基，顯著增強(qiáng)生物相容性。然后 進(jìn)行表征。熒光碳納米管的合成利用等離子鍍膜技術(shù)，在碳納米管表面鍍上一層膜，然后與量子點(diǎn)連接，在復(fù)合物表面包敷上二氧化硅，并進(jìn)行表征。氧化鋅納米材料的合成利用 CVD 等技術(shù)，合成氧化鋅納米材料，并 進(jìn)行表征。3．納米粒子對(duì) PCR 靈敏度與特異性的影響以我們報(bào)道的檢測(cè)胃癌相關(guān)基因表達(dá)水平的多重 PCR 為模型，調(diào)查修飾與未修飾的熒光磁性納米粒子在胃癌 PCR 過(guò)程中，熒光信號(hào)的變化規(guī)律，發(fā)展定量PCR 新原理；研究熒光磁性納米粒子對(duì) PCR 特異性的影響規(guī)律，為消除胃癌PCR 檢測(cè)的假陽(yáng)性結(jié)果提供理論依據(jù)；調(diào)查樹(shù)形分子修飾的金納米棒對(duì)胃癌PCR 的靈敏度與特異性的影響，測(cè)定在 PCR 過(guò)程中拉曼光譜變化的規(guī)律，闡明其增強(qiáng) PCR 效率的機(jī)理；深入研究熒光碳納米管在胃癌 PCR 檢測(cè)過(guò)程中熒光信號(hào)強(qiáng)度變化的規(guī)律，對(duì)靈敏度與特異性的影響機(jī)理。4．建立胃癌動(dòng)物模型，為活體分子影像研究奠定基礎(chǔ)。5．對(duì)部分納米材料進(jìn)行生物學(xué)效應(yīng)與安全性評(píng)價(jià)采用 MTT 法研究合成的納米粒子對(duì)胃癌細(xì)胞株、正常胃粘膜細(xì)胞株的生長(zhǎng)抑制作用。結(jié)合我們過(guò)去已建立的胃黏膜癌變模型，考察納米探針的體內(nèi)分布和動(dòng)力學(xué)特征，以國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局藥物評(píng)價(jià)指南為基礎(chǔ)和指導(dǎo)，參照國(guó)際藥物檢測(cè)和評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)所制定的藥理學(xué)的評(píng)價(jià)方法對(duì)納米顆粒的生物學(xué)效果和毒性進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)價(jià)。目標(biāo)：制備出高質(zhì)量的不同粒徑的熒光磁性納米粒子、量子點(diǎn)、金納米棒等納米材料；篩選、設(shè)計(jì)并制備出胃癌相關(guān)基因探針與抗體探針，然后與納米粒子復(fù)合，制 備成胃癌納米探針；闡明納米粒子對(duì)胃癌 PCR 的靈敏度與特異性影響的原理；建立胃癌動(dòng)物模型，為分子影像研究奠定基礎(chǔ)；對(duì)部分納米粒子進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)研究。第二年度計(jì)劃內(nèi)容：1．部分胃癌相關(guān)基因與抗體的探針制備 根據(jù)設(shè)計(jì)的胃癌相關(guān)基因探針序列，采用 DNA 合成儀制備胃癌相關(guān)寡核苷酸探針；利用抗體篩選技術(shù)平臺(tái)，制 備具有生物活性功能的胃癌相關(guān)抗體；采用水解法等技術(shù)制備抗體 Fab 片段；根據(jù)腫瘤血管與缺氧靶點(diǎn)，在 brcaa1、ndr2、UAG4、gcys-20、gcys-1、HAI-178、survivin、VEGF、av?3、HIF 等中選擇相應(yīng)的靶點(diǎn)，制備相應(yīng)抗體 Fab 片段，最終篩選出合適的探針。2．納米粒子對(duì)免疫反應(yīng)的靈敏度與特異性的影響我們首次報(bào)道了金納米粒子熒光淬滅現(xiàn)象基礎(chǔ)上的超敏感抗原定量檢測(cè)原理與方法。其原理是：一種抗體修飾磁性納米粒子，另一種抗體修飾納米金粒子，當(dāng)抗原存在時(shí)，抗原抗體反應(yīng)，形成夾心結(jié)構(gòu)，離心去除夾心復(fù)合物，上清中殘余的納米金粒子，可以淬滅 FITC 熒光分子信號(hào)，在 516nm 處的熒光淬滅強(qiáng)度與抗原量呈正比。此技術(shù)獲得了專利授權(quán)（ZL200310109350.3）。我們利用胃癌相關(guān)抗原BRCAA1（AF208045）作為檢測(cè) 的靶分子，利用 2 個(gè)單克隆抗體分別標(biāo)記熒光磁性納米粒子與金納米粒子（或金納米棒），研究在免疫反應(yīng)前后，熒光信號(hào)強(qiáng)度變化，是否具有規(guī)律性，力求發(fā)展新的靈敏特異的檢測(cè)原理與方法。3．MRI 等多模式分子影像研究充分利用 3.0T MRI 的優(yōu)勢(shì)，合理使用快速 T1 /T2 /T2*加權(quán)、并行采集和動(dòng)物表面線圈技術(shù)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)自動(dòng)或半自動(dòng)圖象分析軟件，獲得高信號(hào)-噪聲比、高的空間和時(shí)間分辨率的圖像，并對(duì)信號(hào)改變做定量或半定量的分析。用拉曼光譜儀和 IVIS 熒光成像系統(tǒng)觀察納米探針進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后的分布、聚集、消除過(guò)程，獲取動(dòng)態(tài)圖像。利用內(nèi)窺鏡共聚焦成像系統(tǒng)獲取納米探針在胃癌組織中的分布圖像。利用超聲成像獲取納米探針在胃癌組織中的圖像。4. 胃癌納米探針跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制和細(xì)胞器定位特性對(duì)納米探針加入細(xì)胞培養(yǎng)基中培養(yǎng)，采用流式細(xì)胞儀快速定量地測(cè)定細(xì)胞內(nèi)納米探針的動(dòng)態(tài)變化，研究 納米探針跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力和胞內(nèi)蓄積特性。運(yùn)用細(xì)胞器熒光探針標(biāo)記技術(shù)結(jié)合熒光免疫染色技術(shù)研究納米探針在細(xì)胞核（Hoechst33342）、溶酶體（LysoTracker Green DND-26）、高爾基體(Brefeldin A)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(DiOC 6(3))及線粒體 (MitoTracher Green FM)等亞細(xì)胞器定位和分布情況。通過(guò)抑制與細(xì)胞內(nèi)吞相關(guān)蛋白或脂的活性，觀察是否與它們介導(dǎo)的納米探針跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)，如抑制脂筏介 導(dǎo)的內(nèi)吞（Cyclodextrin or nystatin）、抑制小窩蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞（Filipin ）、抑制網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞（Chlorpromazine）、抑制肌動(dòng)蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞（Cytochalasin D）、抑制 細(xì)胞粘附分子介 導(dǎo)的內(nèi)吞（amiloride ）和抑制微管的活性（Nocodazole）。目標(biāo)：篩選、設(shè)計(jì)并制備出胃癌相關(guān)基因探針與抗體探針，然后與納米粒子復(fù)合，制備成胃癌納米探針；揭示納米粒子對(duì)胃癌血清抗原抗體結(jié)合的免疫反應(yīng)的靈敏度與特異性影響的機(jī)理；獲取基于熒光磁性納米粒子、金納米棒等基礎(chǔ)上的MRI、超聲成像、表面增強(qiáng)拉曼、IVIS 熒光成像、內(nèi)窺鏡下激光共聚焦分子成像的信號(hào)強(qiáng)度分布資料；研究納米探針跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力和胞內(nèi)蓄積特性。第三年研究?jī)?nèi)容：1．胃癌納米探針與生物分子相互作用的機(jī)理分子水平上與生物分子相互作用將胃癌納米探針偶聯(lián)至 AFM 探針上，利用 AFM 檢測(cè)不同種類、不同濃度的樣品，通 過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)定胃癌 納米探針與靶基因或靶蛋白分子之間的相互作用力，來(lái)揭示制備的胃癌納米探針的生物活性；利用納米探針的熒光信號(hào)與全反射熒光顯微鏡， 進(jìn)行直接觀察納米探 針與固定的靶基因或靶蛋白之間的相互作用動(dòng)力學(xué)過(guò)程，并 對(duì)測(cè)定的信號(hào)進(jìn) 行分析。細(xì)胞水平上與靶分子相互作用的研究培養(yǎng)胃癌 SGC7901 細(xì)胞株與胃粘膜 GES-1 細(xì)胞株，分別加入不同濃度、不同種類的胃癌納米基因探針或胃癌抗體探針作為測(cè)試組 ，實(shí)驗(yàn)同時(shí)設(shè)立細(xì)胞對(duì)照組及基因及抗體對(duì)照組， 納米粒子對(duì)照組。利用全反射熒光顯微鏡，采集相互作用動(dòng)態(tài)圖像，然后分析，揭示在不同條件下胃癌納 米探 針與靶分子相互作用的機(jī)理。2．系統(tǒng)研究碳納米管與量子點(diǎn)自組裝基礎(chǔ)上的超敏感檢測(cè)胃癌相關(guān)標(biāo)志物的原理、技術(shù)與方法；3 在多模態(tài)成像系統(tǒng)下，胃癌分子探針在胃癌組織中分子成像理論與建模：（1）建立胃癌模型，采用胃癌納米探針對(duì)其標(biāo)記，研究不同的光、聲作用 誘導(dǎo)產(chǎn)生的光（波長(zhǎng)、振幅、偏振、熒光壽命、非線性效應(yīng)）和聲信號(hào)的改變，探尋所產(chǎn)生的信號(hào)與腫瘤細(xì)胞之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（2）考慮到癌細(xì)胞在多層胃組織的侵及程度，構(gòu)建典型的胃癌模型，其中癌變部分用胃癌納米探針來(lái)標(biāo)記，以此來(lái)模擬在體胃癌的情況。（3）利用多種模式包括拉曼光譜儀、超聲成像等分子成像技術(shù)對(duì)模型動(dòng)物組織樣品開(kāi)展成像檢測(cè)。考察所得到的信號(hào)與單純胃癌模型所得信號(hào)的異同，探討復(fù)雜生物組織結(jié)構(gòu)和邊界對(duì)分子成像性能的影響；建立不同光、聲信號(hào)在組織中的遷移--- 激發(fā)--- 發(fā)射---遷移的理 論模型。4 納米粒子及其納米探針的活體安全性評(píng)價(jià)采用模型動(dòng)物（小鼠、大鼠）分別研究納米粒子與納米探針在動(dòng)物體內(nèi)的組織分布和動(dòng)力學(xué)行為；研究不同體液環(huán)境的納米粒子及其納米探針在生物體內(nèi)的代謝動(dòng)力學(xué)；研究在正常動(dòng)物體內(nèi)納米粒子的急性，亞急性及可能的長(zhǎng)期毒性、神經(jīng)系統(tǒng)毒性和免疫原性；研究納米探針的分子及細(xì)胞安全性。為進(jìn)一步納米探針的應(yīng)用奠定安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)：研究制備的納米探針的生物活性并進(jìn)行表征；研究胃癌相關(guān)基因探針與納米材料之間的相互作用；系統(tǒng)研究碳納米管與量子點(diǎn)自組裝基礎(chǔ)上的超敏感檢測(cè)胃癌相關(guān)標(biāo)志物的原理、技術(shù)與方法；實(shí)現(xiàn)各種成像模式相互補(bǔ)充，最后獲取完整的胃癌病理生理信息；對(duì)納米材料、納米探針在體內(nèi)的吸收、分布、代 謝過(guò)程，以及對(duì)細(xì)胞、組織、器官、神經(jīng)系統(tǒng)及遺傳物質(zhì)的影響 進(jìn)行評(píng)估。第四年研究?jī)?nèi)容：1．研究納米探針與納米材料之間相互作用的機(jī)理，提出納米材料對(duì)胃癌分子探針生物活性影響的理論模型；2．研究基于金納米粒子淬滅熒光分子的信號(hào)與待測(cè)抗原的濃度對(duì)數(shù)成線性關(guān)系，來(lái)建立 URG4,BRCAA1,IPO-38，Ndr2 等做為預(yù)警胃癌標(biāo)志物的超敏感檢測(cè)方法，3 胃癌分子的在體定位、定量及可視化：根據(jù)具有熒光磁性特征的胃癌納米探針，通過(guò) MRI 技術(shù)對(duì)胃癌早期發(fā)生的部位進(jìn)行宏觀成像與預(yù)警，并在 MRI 影像引導(dǎo)下，通過(guò)光學(xué)內(nèi)窺鏡技術(shù)對(duì)胃部早期病變部位通過(guò)誘發(fā)熒光進(jìn)行精確的局部定位，達(dá)到胃癌的早期預(yù)警。利用多種模式包括拉曼光譜儀、超聲成像等分子成像技術(shù)對(duì)模型動(dòng)物組織樣品開(kāi)展成像檢測(cè)，獲取胃癌分子探針的信號(hào)強(qiáng)度分布，建立魯棒有效的三維算法，對(duì)胃組織內(nèi)部胃癌早期預(yù)警部位進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像標(biāo)記，結(jié)合內(nèi)窺鏡所獲得的二維光學(xué)熒光信號(hào)與 MRI 三維信號(hào)， 進(jìn)行胃癌病變部位信號(hào)強(qiáng)度分布的定位定量分析，實(shí)現(xiàn) 多模態(tài)二維（光學(xué) 熒光信號(hào)、超聲）、三維（ MRI 信號(hào)）的可視化。4．研究納米材料引發(fā)特殊免疫反應(yīng)的特點(diǎn)與規(guī)律；采用模型動(dòng)物（小鼠、大鼠）研究納米探針在動(dòng)物體內(nèi)的組織分布、動(dòng)力學(xué)行為、 動(dòng)物毒性和毒理學(xué)機(jī)制。目標(biāo)：提出納米材料對(duì)胃癌分子探針生物活性影響的理論模型，提出胃癌納米探針活性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；研究基于金納米粒子淬滅熒光分子的信號(hào)與待測(cè)抗原的濃度對(duì)數(shù)成線性關(guān)系，來(lái)建立 HAI178,BRCAA1,IPO-38，Ndr2 等做為預(yù)警胃癌標(biāo)志物的超敏感檢測(cè)方法，并通過(guò)對(duì)大樣本的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，確立早期癌的預(yù)警值；對(duì)胃組織內(nèi)部胃癌早期預(yù)警部位進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像標(biāo)記，進(jìn)行二維（光學(xué)熒光信號(hào)、超聲）、三維（MRI 信號(hào)）的可視化處理；研究納米材料引發(fā) 特殊免疫反應(yīng)的特點(diǎn)與規(guī)律；采用模型動(dòng)物（小鼠、大鼠）研究納米探針在動(dòng)物體內(nèi)的組織分布、動(dòng)力學(xué)行為、動(dòng)物毒性和毒理學(xué)機(jī)制。第五年研究?jī)?nèi)容：1．特別闡明納米材料對(duì)胃癌分子探針生物活性影響的關(guān)鍵途徑和機(jī)制，提出胃癌納米探針生物活性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。2．通過(guò)對(duì)大樣本的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，確立早期癌的預(yù)警值，從而更好的利用HAI178、BRCAA1 等抗原的胃癌 預(yù)警作用， 識(shí)別、區(qū)分早期癌和高危、低危癌前期病變，為臨床提供客觀、有力的診斷依據(jù)。3．基于 vtk 圖像軟件包對(duì)腫 瘤進(jìn)行圖像重建，建立完善的二維、三維可視化體系。對(duì)體內(nèi)的腫瘤部位進(jìn)行有效的定位配準(zhǔn)，建立有效的分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與處理的統(tǒng)一計(jì)算框架與算法平臺(tái)，在分子水平上實(shí)現(xiàn)生物有機(jī)體生理、病理變化的實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng)、動(dòng)態(tài)連續(xù)在體成像， 實(shí)現(xiàn)二維三維可 視化的定量分析研究。4.完善并總結(jié)胃癌納米探針的安全性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，確立納米材料及其特定的納米探針生物效應(yīng)分析方法等，給出明確結(jié)論；5．完善并整理胃癌預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)及分析軟件，完善胃癌信息網(wǎng)。目標(biāo)：闡明納米材料對(duì)胃癌分子探針生物活性影響的關(guān)鍵途徑和機(jī)制，提出胃癌納米探針生物活性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；確立胃癌標(biāo)志物超敏感的檢測(cè)原理方法，確立早期癌的預(yù)警值，從而更好的利用 BRCAA1 等抗原的胃癌預(yù)警作用， 識(shí)別、區(qū)分早期癌和高危、低危癌前期病變， 為臨床提供客觀、有力的診斷依據(jù)；實(shí)現(xiàn)各種成像模式相互補(bǔ)充，最后獲取完整的胃癌病理生理信息；采用模型動(dòng)物（小鼠、大鼠）研究納米探針在動(dòng)物體內(nèi)的組織分布、動(dòng)力學(xué)行為、動(dòng)物毒性和毒理學(xué)機(jī)制；確立納米材料及其特定納米探針生物效應(yīng)分析方法等；最終篩選出具有應(yīng)用前景的安全性胃癌納米探針，完善胃癌預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)與胃癌信息網(wǎng)，為臨床胃癌患者提供直接咨詢服務(wù)。