基于仿生分子識別與原位生物合成探針地腫瘤檢測與多模態(tài)成

2016年教育部推薦項目公示材料（自然獎、自然獎-直報類）1、項目名稱：基于仿生分子識別與原位生物合成探針的腫瘤檢測與多模態(tài)成像研究2、推薦獎種：自然獎-直報類3、推薦單位:東南大學4、項目簡介:惡性腫瘤等重大疾病相關生物物質(zhì)的高靈敏檢測與高分辨成像一直是醫(yī)藥衛(wèi)生相關領域關注的重點。探求特異性高、敏感性強、成本低、受試者依從性好的新型篩查方法，用于惡性腫瘤等重大疾病的預警與早期診斷，已成為一個亟待解決的科學和技術難題。針對該科學難點，本團隊在科技部973、863計劃和國家自然科學基金的資助下歷經(jīng)12年探索，不斷積累研究經(jīng)驗，將仿生分子識別與組裝技術與原位生物合成探針技術成功應用到腫瘤相關生物物質(zhì)的高靈敏快速檢測與高分辨成像分析等領域，取得了突破性的進展。為癌癥早期診斷與治療提供了新思路與新方法。其主要發(fā)現(xiàn)點如下：(1)建立了腫瘤熒光自成像標記與多模式高靈敏腫瘤診治新方法：我們原創(chuàng)性地發(fā)現(xiàn)和運用了納米簇在腫瘤等病變細胞/組織中與相關自由基及特異性生物活性物質(zhì)的作用，提出并建立了通過活體原位生物合成貴金屬熒光納米簇實現(xiàn)腫瘤等病變部位的準確靶向與精確標記的生物自成像診斷的全新策略；由此建立多模式細胞/活體瞬態(tài)分析與成像新技術和可視化監(jiān)測新方法，實現(xiàn)多維成像、化療以及生物治療一體化，能夠實時監(jiān)測并快速發(fā)現(xiàn)細胞及活體內(nèi)生物物質(zhì)的動態(tài)變化。(2)基于新型分子探針及復合納米結構的非標記光學/電學檢測技術建立了腫瘤細胞及相關生物分子的快速識別與高靈敏檢測新技術與新方法：我們采用生物超分子識別與自組裝技術，利用四硫富瓦烯衍生物等新穎分子探針和碳納米管復合物等傳感界面，系統(tǒng)研究和建立了惡性腫瘤等病變細胞/組織及相關致病微生物的特異性識別檢測與實時動態(tài)分析新方法。(3)基于納米簇分子和功能仿生界面發(fā)現(xiàn)并建立了腫瘤快速檢測與靶向治療的新方法：我們研究發(fā)現(xiàn)貴金屬納米簇或金屬碳硼烷衍生物等團簇分子探針對癌細胞具有特殊親和力且對正常細胞毒性較低，能有效地識別并抑制腫瘤生長，建立了基于新型碳硼烷衍生物分子探針及其納米結構藥物識別并抑制腫瘤的新方法。相關創(chuàng)新性成果現(xiàn)已在Nature系列期刊ScientificReports、Angew.Chem.Int.Ed.、Biomaterials、Chem.Mater.、Anal.Chem.、Biosens.Bioelectron.等重要SCI期刊發(fā)表論文160余篇，SCI他引3000余次。授權國家發(fā)明專利12項，申請國際專利2項。研究成果獲得了驗收專家和國際同行的高度評價。項目團隊培養(yǎng)了包括1位江蘇省優(yōu)秀博士論文獲得者和5位江蘇省優(yōu)秀碩士論文獲得者在內(nèi)的數(shù)十名博士和碩士。除了基礎研究方面的創(chuàng)新性貢獻，本項目團隊所發(fā)展的具有自主知識產(chǎn)權的關鍵技術具有可觀的產(chǎn)業(yè)化前景，將有利于個體化醫(yī)療的開展，對保障人民健康、提高人民生活品質(zhì)具有積極的推動意義。5、主要完成人情況表1、王雪梅，排名1，教授工作單位：東南大學完成單位：東南大學項目負責人，對項目發(fā)現(xiàn)點1、2、3、4作出了創(chuàng)新性貢獻。該項技術工作量占本人工作量的70%。負責整個項目的設計與規(guī)劃、研究方向與研究內(nèi)容的確定、研究方案的指導與實施，組建研究隊伍和培養(yǎng)人才。設計構建了新型特異性生物分子探針和復合功能納米界面，在探索高靈敏成像與超分子識別檢測新技術方面做出了一系列創(chuàng)新性的研究工作。發(fā)現(xiàn)點包括代表性論文1~8的通訊或共同通訊作者，12項授權發(fā)明專利的主要發(fā)明人。投入工作量占本人總工作量的70%。曾獲科技獎勵情況：教育部自然科學二等獎“基于納米生物技術的腫瘤耐藥性識別與抑制研究”（2011，排名第一）。2、陳寶安，排名2，教授，主任醫(yī)師工作單位：東南大學完成單位：東南大學本項目的主要參與者，主要從事納米藥物載體的多模態(tài)成像與治療的研究和臨床試驗驗證工作，對項目發(fā)現(xiàn)點1、2作出了貢獻，是代表性論文3的共同通訊作者。投入工作量占本人總工作量的60%。曾獲科技獎勵情況：教育部科技進步二等獎“多種方法逆轉白血病多藥耐藥的研究及應用”（2009，排名第一）。3、姜暉，排名3，副研究員工作單位：東南大學完成單位：東南大學本項目的主要參與者，主要從事新型納米生物傳感平臺的構建、高靈敏成像與超分子識別檢測新技術方面的探索研究，對項目發(fā)現(xiàn)點1、2、3作出了貢獻，是主要論文11、12的第一作者。投入工作量占本人總工作量的60%。曾獲科技獎勵情況：教育部自然科學二等獎“基于納米生物技術的腫瘤耐藥性識別與抑制研究”（2011，排名第四）。4、燕紅，排名4，教授工作單位：南京大學完成單位：南京大學本項目的主要參與者，主要負責碳硼烷類分子探針的設計制備和篩選，證實此類探針對癌細胞具有特殊親和力且對正常細胞毒性較低。對項目發(fā)現(xiàn)點4作出了貢獻，是主要論文18、19、20的共同通訊作者。投入工作量占本人總工作量的60%。曾獲科技獎勵情況：教育部自然科學二等獎“基于納米生物技術的腫瘤耐藥性識別與抑制研究”（2011，排名第三）。5、張海軍，排名5，副研究員，醫(yī)師工作單位：東南大學完成單位：東南大學本項目的參與者，主要負責構建了新型特異性生物分子探針和復合功能納米界面，納米藥物載體制備及其多模態(tài)成像與治療的研究做出了一系列創(chuàng)新性的研究工作。對項目發(fā)現(xiàn)點2、3作出了貢獻，是代表性論文3的第一作者。投入工作量占本人總工作量的60%。6、代表性論文專著目錄(列表說明)序號論文專著名稱/刊名/作者影響因子年卷頁碼（xx年xx卷xx頁）發(fā)表時間年月日通訊作者第一作者國內(nèi)作者SCI他引次數(shù)他引總次數(shù)是否國內(nèi)完成1GoldNanoclustersandGrapheneNanocompositesforDrugDeliveryandImagingofCancerCells/ANGEWANDTECHEMIE-INTERNATIONALEDITION/Wang,Chensu;Li,Jingyuan;Amatore,Christian;Chen,Yu;Jiang,Hui;Wang,Xuemei11.2612011年50卷11644-11648頁2011年12月2日王雪梅王晨蘇、李景源王晨蘇、李景源、陳彧、姜暉、王雪梅9495是2Onestepsynthesisofmultiwalledcarbonnanotube/goldnanocompositesforenhancingelectrochemicalresponse/CHEMISTRYOFMATERIALS/Zhang,Renyun;Wang,Xuemei8.3542007年19卷,976-978頁2007年3月6日王雪梅張仁云張仁云、王雪梅8486是3AstrategyforZnOnanorodmediatedmulti-modecancertreatment/BIOMATERIALS/Zhang,Haijun;Chen,Baoan;Jiang,Hui;Wang,Cailian;Wang,Huangping;Wang,Xuemei8.5572011年32卷,1906-1914頁2011年3月15日王雪梅、陳寶安張海軍張海軍、陳寶安、姜暉、王彩蓮、王荒平、王雪梅7174是4TheinvitroinhibitionofmultidrugresistancebycombinednanoparticulatetitaniumdioxideandUVirradiation/BIOMATERIALS/Song,Min;Zhang,Renyun;Dai,Yongyuan;Gao,Feng;Chi,Huimei;Lv,Gang;Chen,Baoan;Wang,Xuemei8.5572006年27卷,4230-4238頁2006年8月1日王雪梅宋敏宋敏、張仁云、戴永援、高峰、遲慧梅、呂剛、陳寶安、王雪梅4143是5Theincorporationofdaunorubicinincancercellsthroughtheuseoftitaniumdioxidewhiskers/BIOMATERIALS/Li,Qingning;Wang,Xuemei;Lu,Xiaohua;Tian,Honger;Jiang,Hui;Lv,Gang;Guo,Dadong;Wu,Chunhui;Chen,Baoan8.5572009年30卷,4708-4715頁2009年9月15日王雪梅李慶寧李慶寧、王雪梅、陸小華、田宏邇、姜暉、呂剛、郭大東、吳春惠、陳寶安3939是6Antimicrobialactivityofaferrocene-substitutedcarboranederivativetargetingmultidrug-resistantinfection/BIOMATERIALS/ Li,Shuihong;Wang,Zhaojin;Wei,Yuanfeng;Wu,Changyu;Gao,Shengping;Jiang,Hui;Zhao,Xinqing;Yan,Hong;Wang,Xuemei8.5572013年34卷,902-911頁2013年1月28日王雪梅李水紅李水紅、王兆進、魏元鋒、吳長宇、高生平、姜暉、趙心清、燕紅、王雪梅1212是7Imagingandinhibitionofmulti-drugresistanceincancercellsviaspecificassociationwithnegativelychargedCdTequantumdots/ BIOMATERIALS/Zhou,Yanyan;Shi,Lixin;Li,Qingning;Jiang,Hui;Lv,Gang;Zhao,Juan;Wu,Chunhui;Selke,Matthias;Wang,Xuemei 8.5572010年31卷,4958-4963頁2010年6月28日王雪梅周研研周研研、史立新、李慶寧、姜暉、呂剛、趙娟、吳春惠、王雪梅1414是8Invivoself-bio-imagingoftumorsthroughinsitubiosynthes