生物科學課題開題報告

時間：2024-05-03 17:02:50 開題報告我要投稿

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生物科學課題開題報告模板

　　開題報告是由選題者把自己所選的課題的概況向有關(guān)專家、學者、科技人員進行陳述的書面報告，下面是小編搜集整理的生物科學課題開題報告模板，供大家閱讀參考。

生物科學課題開題報告模板

　　一、課題的目的及研究意義

　　1、課題目的：

　　本課題主要目的是解決生理條件下荷正電的多肽類藥物口服給藥生物利用度低的問題。穿膜肽(CPPs)是一種具有穿透細胞膜能力的短肽，因攜帶大量的正電荷，可通過靜電相互作用與荷負電的多肽蛋白類藥物自組裝形成納米粒，協(xié)助其穿過消化道上皮進入血液循環(huán)，但對于荷正電的生物大分子無吸收促進作用。本課題擬構(gòu)建一種由CPPs介導(dǎo)的納米遞藥系統(tǒng)，以乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)為骨架材料，制備可生物降解納米粒，通過表面修飾寡聚精氨酸賦予該納米粒穿膜能力，用其包載多肽藥物和熒光探針，以Caco-2細胞為體外模型，評價CPPs的肽鏈長度和納米載藥系統(tǒng)的粒徑對于多肽藥物穿透生物膜能力的影響。

　　2、研究意義：

　　(1)這種新型的給藥系統(tǒng)，其表面修飾的寡聚精氨酸可以提高荷正電多肽穿透消化道上皮進入血液循環(huán)的能力，使多肽藥物經(jīng)由口服途徑給藥可以到達所需的治療濃度。用于包載藥物的納米粒、可以防止藥物在消化道的分解，提高藥物在消化道中的穩(wěn)定性。因此，這種寡聚精氨酸修飾的納米粒能夠增加多肽口服給藥的血藥濃度，減少患者由于頻繁靜脈注射帶來的痛苦。

　　(2)使用載體包載藥物，可以減少穿膜肽直接與多肽藥物結(jié)合產(chǎn)生的電荷損失，增強CPP攜帶藥物穿透單層細胞的能力。因此，縮短肽鏈的CPP可能具有與原長度CPP同樣的生物活性，對于降低藥物的毒副作用有著重要意義。

　　二、課題研究狀況

　　隨著生物技術(shù)的發(fā)展，蛋白質(zhì)多肽類藥物在臨床上的應(yīng)用越來越廣泛。多肽涉及人體的激素、神經(jīng)、細胞生長和生殖等各個領(lǐng)域，可被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療、衛(wèi)生、保健、食品、化妝品等方面。多肽類藥物的主要特點是用量小，生物活性強，對癌癥、自身免疫性疾病、記憶力減退、精神失常、高血壓和某些心血管及代謝等疾病有顯著的療效和廣泛的應(yīng)用前途。

　　常用的多肽蛋白類藥物因為具有以下特性，導(dǎo)致難以透過細胞膜進入血液：

　　(1)人體消化道內(nèi)存在多種降解多肽蛋白的酶，藥物口服進入體內(nèi)后易被分解。

　　(2)多肽蛋白親水性強，親脂性弱，不易透過由脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成的細胞膜。

　　(3)多肽蛋白類分子水化半徑較大，無法通過自由擴散或膜通道等形式穿過細胞膜。

　　由于口服給藥方式的多肽蛋白類藥物無法入血，不能達到治療劑量的血藥濃度，故臨床上一般常用劑型為注射劑或凍干粉針劑。以糖尿病為例，較為嚴重的病人一般一天要接受兩至三次的注射，不僅患者的依從性差，也增加了藥物的毒副作用。因此，相對于注射制劑，蛋白質(zhì)多肽類藥物的口服給藥制劑更具優(yōu)越性，目前多肽類口服給藥的研究方向主要集中在生物粘附，消化道蛋白酶抑制劑，吸收促進劑的開發(fā)等方面。

　　近年來，一些具有細胞膜穿透能力的多肽，如TAT、MPG、PEP-1、penetratin、寡聚精氨酸等，由于它們具有能穿過細胞膜而保持其完好無損的特點而逐漸成為關(guān)注的焦點。此類天然或合成、具有水溶性、低裂解性并通過非吞噬作用進入各種細胞膜的多肽，稱為穿膜肽(cell-permeablepeptides,CPPs)。目前對穿膜肽的穿膜機制還不完全清楚。穿膜肽對生物大分子的轉(zhuǎn)運效率高，不耗能，且基本無毒，其可以通過共價鍵或非共價鍵偶合等方式攜帶各種生物大分子透過細胞膜，已經(jīng)實驗證實的這些大分子有基因、蛋白質(zhì)和多肽，以及納米顆粒和脂質(zhì)體等。由于穿膜肽具有極佳的穿膜效率和較高的安全性，因此有望成為促進生物大分子藥物口服吸收的有力工具。寡聚精氨酸、penetratin等CPPs已經(jīng)在促進胰島素的口服吸收研究中取得了顯著效果。

　　組成這些小分子穿膜肽的氨基酸大多是堿性氨基酸，攜帶有正電荷，通過與細胞表面的負電荷靜電結(jié)合，可能引起胞吞作用和核小體蛋白的聚集，介導(dǎo)藥物穿透細胞膜。目前已有文獻報道，利用穿膜肽攜帶正電荷的特征，通過靜電相互作用與荷負電的多肽蛋白類藥物自組裝形成納米粒，協(xié)助其穿過消化道上皮進入血液循環(huán)，但對于荷正電的生物大分子無吸收促進作用。本課題擬構(gòu)建一種由CPPs介導(dǎo)的納米遞藥系統(tǒng)，以乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)為骨架材料，制備可生物降解納米粒，打破CPPs只能攜帶荷負電大分子的局限性，通過表面修飾寡聚精氨酸賦予該納米粒穿膜能力，用其包載多肽藥物和熒光探針，以Caco-2細胞為體外模型，評價CPPs的肽鏈長度和納米載藥系統(tǒng)的粒徑對于單層細胞穿透能力的影響。

　　主要參考文獻

　　[1]YoshioHayashi,KentaroTakayama,YukaSuehisa,etal.Developmentofoligoarginine-drugconjugateslinkedtonewpeptidicself-cleavablespacerstowardeffectiveintestinalabsorption[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters.2007;17:5129–5132

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　　[4]尹銳,郝飛.穿膜肽HIVTat蛋白的研究進展[J].免疫學雜志.2005,Vol.23,No.12:77-81

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　　[6]崔孟殉,李敬來,張振清等.Caco-2細胞模型在藥物制劑學研究中的應(yīng)用[J].解放軍藥學學報.2009,Vol.25,No.1:59-61

　　三、課題主要內(nèi)容與基本思路

　　1、主要內(nèi)容

　　(1)從文獻報道的活性較高的R6，R8，R10中篩選出穿透單層細胞能力最強的穿膜肽。

　　(2)構(gòu)建本實驗設(shè)計的遞藥系統(tǒng)。

　　(3)通過Caco-2細胞模型，利用熒光探針示蹤和HPLC評價本課題構(gòu)建的遞藥系統(tǒng)的透過細胞能力。

　　2、基本思路

　　(1)利用固相合成法合成R6、R8、R10一系列多聚精氨酸類的穿膜肽。

　　(2)建立Caco-2細胞模型。

　　(3)通過Caco-2細胞模型體外模擬消化道上皮細胞，利用HPLC篩選出透過細胞能力最強的穿膜肽。

　　(4)分別使用亮丙瑞林和具有熒光的香豆素作為模型藥物，使用PLGA、PLGA-PEG-NHS-CPP混合包載，構(gòu)建不同粒徑的納米遞藥系統(tǒng)。

　　(5)通過Caco-2細胞模型，利用HPLC和熒光探針示蹤進行不同粒徑的納米遞藥系統(tǒng)的包封率、載藥量、透過細胞能力等參數(shù)的測定，篩選出最優(yōu)的遞藥系統(tǒng)。

　　3、創(chuàng)新點

　　本課題建立的納米遞藥系統(tǒng)，可以解決帶正電荷的多肽無法通過電性作用與穿膜肽結(jié)合的問題，使更多的多肽類藥物可以經(jīng)由口服途徑給藥。同時該系統(tǒng)的構(gòu)建有望降低穿膜肽介導(dǎo)過程中產(chǎn)生的的毒副作用。以上兩點都具有很強的創(chuàng)新性。

　　4、難點

　　(1)如何使表面修飾多聚精氨酸穿膜肽的納米粒具有較強的穩(wěn)定性和透過細胞的能力

　　(2)如何使遞藥系統(tǒng)獲得較高的包封率和載藥量。

　　四、課題研究進展計劃

　　1、春季學期

　　(1)R6—R8一系列穿膜肽的合成。

　　(2)Caco-2細胞模型的構(gòu)建。

　　(3)幾種肽鏈長度不同的CPPs穿透單層細胞能力的評價與篩選。

　　2、秋季學期(包含暑期部分時間)

　　(1)包載模型藥物的遞藥系統(tǒng)的構(gòu)建。

　　(2)對本課題構(gòu)建的遞藥系統(tǒng)透過單層細胞的能力、包封率等各項參數(shù)進行測定與評價。

　　(3)收集整理數(shù)據(jù)，撰寫一篇英文論文，投稿SCI期刊。