博士研究生课题进展汇报.PPT

现代生物技术 纳米技术 干细胞技术 RNA干扰技术 细胞分子生物学技术 基因芯片技术 分子免疫学技术 分子病理学技术 第一部分 纳米技术在肿瘤诊断与治疗中的应用 前 言 纳米是一种长度单位,1纳米(nanometer,nm)等于10亿分之一米长度。 纳米材料均具有3个共同的结构特点:(1)结构单元的尺度为纳米数量级;(2)存在大量的界面或自由表面;(3)各纳米单元之间存在或强或弱的相互作用。 由于它的结构特殊性和独特效应,它比传统概念的微米材料表现出更多优异的性能和全新功能。 纳米技术是我们操纵微观世界要使用的技术,是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工业化,以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性的技术体系。 纳米技术其实就是一种用单个原子、分子进行排列组合,对之进行操作而制造物质的技术。 纳米生物技术是目前国际生物技术领域最前沿的研究课题。 应用纳米技术进行恶性肿瘤早期诊断与治疗的探索研究在世界范围内已全面展开，期望在15～20年内能利用基因治疗方法杀死一部分恶性肿瘤细胞。 目前纳米药物及基因载体临床前研究已取得重要进展。 应用于恶性肿瘤早期诊断和安全有效的靶向性治疗在将来有可能成为一种继手术、化疗和放疗治疗后更有效的治疗方法一。 一、利用纳米生物技术早期诊断肿瘤 纳米生物传感器 纳米载体与能够识别肿瘤细胞表面受体的特异性配位体组装而成。 利用物理方法如测试传感器中的磁讯号、光讯号等，可以发现早期恶性肿瘤并准确定位，将纳米生物传感器与生化检测技术相结合,能够对体内是否存在恶性肿瘤进行早期诊断。 1.光学相干层析术(OGT) 被科学家誉为“分子雷达”的OGT，精密度比CT和MRI高出上千倍,能以每秒2000次完成生物体内活细胞的动态成像，观察活细胞的动态，发现单个细胞病变，且不会像X线、CT、MRT那样杀死活细胞。 人们或许能把疾病“扼杀在萌芽状态”,而不必等到疾病发生以后才检查出癌组织病变。 2.激光单原子分子探测术 它可在含有1019个原子或分子的1cm3气态物质中，在单个原子分子层次上准确获取其中1个，因此它具有极高超的灵敏性。科学家们希望通过它检测肿瘤病人的唾液、血液、粪便和呼出气，及时发现人体中只有亿万分之一的肿瘤或带瘤游离分子。 3. 纳米探针 将它植入并定位于体内不同的部位或随血液在体内运行，可将体内的各种生物信息反馈于体外记录装置而达到不同的肿瘤诊断和检测目的。 4 纳米生物细胞分离技术 将纳米微粒用于细胞分离技术,可早期发现血液中的癌细胞和将骨髓中的癌细胞分离出来,其分离度达99.9%以上。 5.纳米细胞检疫器 最近发明的世界上最小的纳米细胞检疫器，即纳米秤，它能秤量10-9ｇ的物体，即相当于1个病毒的重量。利用它可发现新病毒,也可定点用于口腔、咽喉、食管、气管等开放部位的肿瘤早期诊断。 二、利用纳米技术进行 肿瘤治疗 1 纳米载药微粒 癌症治疗中药物治疗的一个关键是如何把药物定向输送到癌细胞而又不损伤正常细胞。 解决这一问题最有前途的方法之一，就是使用各种类型的微载体把药物定点送到病变组织靶区。 由于纳米控释系统特有的性质,使其在药物输送方面具有许多优越性。 纳米粒子缓释抗肿瘤药物延长了药物在肿瘤内的存留时间，减慢了肿瘤的生长，与游离药物相比延长了患肿瘤动物的存活时间。 增加纳米载药微粒的靶向性的研究主要集中在物理化学导向和生物导向。 物理化学导向是利用药物载体的磁性特点,在外加磁场的作用下,磁性纳米载体将富集在病变部位,进行靶向给药和靶向性基因转染,减少正常组织的药物暴露,降低药物副作用。 生物导向其原理是利用抗体、特定基因片段的专一性作用，将配位子结合在载体上，与目标表面的抗原性识别器发生特异性结合，使药物或基因能准确地作用于目的细胞。 2 纳米基因载体 恶性肿瘤的基因治疗是近年来的研究热点，但基因治疗的临床疗效并不理想，其主要原因缺乏靶向性强，转染效率高的基因载体。 纳米微球是高分子材料、纳米技术与药剂学相互结合的产物，它是一种新型的药物缓释系统。 由于它有很小的尺寸和很大的表面积/体积比，因此具有缓释药物、靶向输送、保护核苷酸、毒性小以及能反复给药等独特性能，这为有效地提高基因转移效率提供了较为理想的基因转移载体。 纳米载体具有结合、浓缩DNA及RNA和将它们高效导入各种细胞的能力, 其表面正电荷与核苷酸带负电的磷酸根发生静电作用,形成纳米载体与质粒DNA的复合物。 通过其表面阳离子与细胞膜上带有负电荷的糖蛋白及磷脂相互作用而进入细胞质,阳离子数与其基因转移率呈正相关。 James等研制出树突状物(dendrites)的多聚体,将装载了DNA的树状聚合体注入组织后,其大小正好可以细胞内吞作用的方式进入细胞,使DNA分